JP2011164530A - Developing device, process cartridge having the developing device, and image forming device including the developing device or process cartridge - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式を用いた複写機やプリンター等の画像形成装置に関するものである。特に、現像装置内に補給されたトナーをスクリュで搬送するトナー搬送経路を備える現像装置、この現像装置を具備したプロセスカートリッジ、及びこの現像装置又はプロセスカートリッジを備えた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer using an electrophotographic system. In particular, the present invention relates to a developing device including a toner transport path for transporting toner supplied to the developing device with a screw, a process cartridge including the developing device, and an image forming apparatus including the developing device or the process cartridge.
近年、複写機やプリンタ等の電子写真技術用いた画像形成装置の小型化やパーソナル化の要求に伴って、これらに用いられる現像装置の小型化が図られている。また、こうした要求に伴って、トナーが無くなった時点で、現像装置ごと交換する使い捨てタイプの現像装置。そして、このような現像装置の他に、原稿画像の静電潜像が形成される潜像担持体(感光体)、及び感光体上に残留したトナーを除去するクリーニング部等が一体化された、いわゆるプロセスカートリッジも一般に広く用いられるようになってきている。 In recent years, along with demands for miniaturization and personalization of image forming apparatuses using electrophotographic technology such as copying machines and printers, miniaturization of developing apparatuses used for these has been attempted. In addition, a disposable developing device that replaces the developing device when the toner runs out due to such a request. In addition to such a developing device, a latent image carrier (photosensitive member) on which an electrostatic latent image of a document image is formed, and a cleaning unit for removing toner remaining on the photosensitive member are integrated. In general, so-called process cartridges are also widely used.
しかしながら、このような小型化された現像装置においては、そのトナーと磁性キャリアとからなる現像剤の収容量が少なく、現像剤撹拌部の省スペース化も余儀なくされている。さらに、近年の高画質化への要求からトナーの小粒径化が進んでおり、補給されたトナーの現像剤への均一分散、及び帯電が、ますます難しくなってきている。補給されたトナーの帯電が難しくなる理由は次ぎの通りである。補給されたトナーが現像剤にうまく分散されないと、補給トナーが現像装置内に収容されている現像剤の表面で上滑りしてしまう。そして、この現像剤の表面で上滑りした補給トナーは、現像剤撹拌部内で十分に攪拌することができず、帯電されずに未帯電のまま現像剤の表面を移動してしまうのである。 However, in such a miniaturized developing device, the developer containing the toner and the magnetic carrier is small and the developer agitating section is inevitably saved. Furthermore, with the recent demand for higher image quality, the toner is becoming smaller in particle size, and it is becoming more difficult to uniformly distribute and charge the supplied toner to the developer. The reason why it becomes difficult to charge the replenished toner is as follows. If the replenished toner is not well dispersed in the developer, the replenished toner slides on the surface of the developer contained in the developing device. Then, the replenishing toner that has slipped on the surface of the developer cannot be sufficiently stirred in the developer stirring section, and moves on the surface of the developer without being charged.
このような状態のトナーが現像ローラに搬送されて現像領域へ搬送されると、地肌汚れ、濃度ムラ、トナー飛散といった画像欠陥が生じる。このような現象は、特に画像面積率の高い原稿を連続して印刷した際のように、トナー補給量が多くなった時に顕著となる。 When the toner in such a state is conveyed to the developing roller and conveyed to the developing area, image defects such as background contamination, density unevenness, and toner scattering occur. Such a phenomenon becomes prominent when the amount of toner replenishment increases, particularly when a document having a high image area ratio is continuously printed.
上述したような補給トナーの攪拌不足に起因する問題を解消するために、現像器へのトナー補給方式として、様々な提案がなされている。例えば、特許文献1(特開2005−266511号公報)では、二成分現像剤搬送経路の上からトナーを落として補給する方式ではなく、現像剤搬送経路とは別のトナーのみが搬送されるトナー搬送経路上(トナー収容部)にトナーを補給する現像装置が開示されている。そして、この現像装置では、トナー搬送経路上に補給されたトナーを現像剤の搬送経路に設けれれたスクリュと同一軸上に配設したスクリュで搬送して、現像剤の搬送経路と合流させている。 In order to solve the above-described problems caused by insufficient stirring of the replenished toner, various proposals have been made as a toner replenishing method for the developing device. For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-266511) does not use a method of dropping toner from the two-component developer transport path and replenishing toner, but toner that transports only toner different from the developer transport path. A developing device that replenishes toner on a conveyance path (toner storage unit) is disclosed. In this developing device, the toner replenished on the toner conveyance path is conveyed by a screw arranged on the same axis as the screw provided in the developer conveyance path, and merged with the developer conveyance path. Yes.
このような構成の現像装置では、補給トナーが現像剤との境界に向かって搬送スクリュの回転により押し込むように搬送される。そのため、現像剤に潜り込み混合されるため、トナーが上滑りしにくく、現像剤の上から補給する方式と比較して補給トナーの分散性・帯電性が良いという利点がある。 In the developing device having such a configuration, the replenishment toner is conveyed so as to be pushed in by the rotation of the conveying screw toward the boundary with the developer. Therefore, since the toner is submerged and mixed in the developer, the toner is less likely to slip, and there is an advantage that the replenishment toner has good dispersibility and chargeability as compared with the method of replenishing from the developer.
しかし一方、トナー搬送経路(トナー収容部)内のトナーは、キャリアと混合された現像剤と比べて圧密状態になりやすく、長期間の放置、特に高温高湿環境で凝集しやすくなる。トナー凝集体は白スジや、黒ポチ画像といった画像欠陥が発生する原因となる。 On the other hand, the toner in the toner conveyance path (toner accommodating portion) is more likely to be in a compacted state than the developer mixed with the carrier, and is likely to aggregate for a long period of time, particularly in a high temperature and high humidity environment. The toner aggregate causes image defects such as white streaks and black spots.
また、トナー搬送経路(トナー収容部)内のトナーを現像剤搬送経路(現像剤収容部)に搬送するためにはスクリュを駆動する必要がある。また、従来から使用されているスクリュでは、トナー搬送経路と現像剤搬送経路とで用いられるスクリュが同軸上で連続した形状であるため、現像剤搬送経路内の現像剤も一緒に攪拌、搬送してしまう。そして、本来必要な現像剤の攪拌時間とは関わり無く補給トナーの現像剤搬送経路内への搬送時間が必要なため、トナーの補給開始のタイミングによっては現像剤の攪拌時間が長くなってしまう。現像剤の攪拌時間が不必要に長くなることで、攪拌時間が長くなった分だけ現像剤の寿命は短くなり、経時で地汚れやキャリア付着といった画像欠陥が発生する可能性が高くなるという問題があった。 Further, in order to transport the toner in the toner transport path (toner storage unit) to the developer transport path (developer storage unit), it is necessary to drive the screw. In addition, in conventional screws, the screws used in the toner transport path and the developer transport path are coaxially continuous, so the developer in the developer transport path is also stirred and transported together. End up. In addition, since the time for transporting the replenished toner into the developer transport path is required regardless of the originally required developer agitation time, the developer agitation time becomes longer depending on the start timing of toner replenishment. The developer agitation time becomes unnecessarily long, so that the life of the developer is shortened by the amount of the agitation time, and the possibility of image defects such as scumming and carrier adhesion increases with time. was there.
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、現像剤の寿命を維持しつつ、現像装置内のトナー搬送経路(トナー収容部)でのトナー凝集を防止する現像装置を提供することである。また、この現像装置を具備したプロセスカートリッジ、及びこの現像装置又はプロセスカートリッジを備えた画像形成装置を提供することである。 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 prevents toner aggregation in a toner conveyance path (toner storage portion) in the developing device while maintaining the life of the developer. Is to provide. Another object of the present invention is to provide a process cartridge including the developing device and an image forming apparatus including the developing device or the process cartridge.
上記目的を達成するために、請求項1の現像装置の発明は、補給トナーを収容するトナー収容部と、キャリアとトナーからなる二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、上記トナー収容部から上記現像剤収容部へ補給トナーを搬送する搬送スクリュを備える現像装置において、上記搬送スクリュが上記トナー収容部と上記現像剤収容部で分割されていることを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の現像装置において、上記搬送スクリュが各々独立に回転駆動可能であることを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1又は2の現像装置において、少なくとも上記トナー収容部に補給されるトナーのトナー面の高さよりも低い部分において、上記トナー搬送スクリュの外径をなすスクリュ先端部分とトナー収容部の内壁面との間の隙間が無いことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項3の現像装置において、上記トナー収容部の内壁にスポンジ層を備え、さらに、上記スポンジ層のスクリュ側の面に樹脂フィルムを貼り付けることによって、上記スクリュ先端部分とトナー補給経路であるトナー収容部の内壁との隙間を埋めることを特徴とするものである。
また、請求項5のプロセスカートリッジの発明は、静電潜像を担持する像担持体と、上記像担持体を帯電させる帯電装置と、現像剤を現像剤担持体に担持し上記像担持体に対向する現像領域に搬送して該像担持体上の潜像を現像してトナー像化する現像装置と、現像後のトナー像を転写材に転写した後に上記像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置と、を有する画像形成装置内で、上記像担持体と、上記現像装置、上記帯電装置及び上記クリーニング装置から選択された少なくとも上記現像装置を含む装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、上記現像装置として、請求項1乃至4のいずれか一に現像装置を具備していることを特徴とするものである。
また、請求項6の画像形成装置の発明は、静電潜像を担持する像担持体と、上記像担持体を帯電させる帯電装置と、現像剤を現像剤担持体に担持し上記像担持体に対向する現像領域に搬送して該像担持体上の潜像を現像してトナー像化する現像装置と、現像後のトナー像を転写材に転写した後に上記像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置と、を有する画像形成装置において、上記現像装置として請求項1乃至4のいずれか一に記載の現像装置、又は現像装置を具備するプロセスカートリッジとして請求項5に記載のプロセスカートリッジを備えていることを特徴とするものである。
本発明は、トナー収容部から現像剤収容部へ補給トナーを搬送する搬送スクリュが、トナー収容部と現像剤収容部で分割されているので、現像剤収容部の搬送スクリュを停止させたままトナー収容部のみ搬送スクリュを回転させることができる。そして、トナー収容部のみ搬送スクリュを回転させることで、トナー収容部(トナー搬送経路)内に滞留したトナーを無くすことができるとともに、現像剤収容部内の現像剤に対する不必要な攪拌動作を無くすことができる。よって、トナー収容部でのトナー凝集を防止することができるとともに、現像剤の寿命の延命を可能とすることができる。
In order to achieve the above object, a developing device according to a first aspect of the present invention includes a toner storage portion that stores replenished toner, a developer storage portion that stores a two-component developer composed of a carrier and toner, and the toner storage portion. In the developing device including a transport screw for transporting the replenished toner from the developer storage section to the developer storage section, the transport screw is divided into the toner storage section and the developer storage section.
According to a second aspect of the present invention, in the developing device of the first aspect, each of the conveying screws can be independently driven to rotate.
According to a third aspect of the present invention, in the developing device of the first or second aspect, the screw forming the outer diameter of the toner conveying screw at least in a portion lower than the height of the toner surface of the toner replenished in the toner containing portion. There is no gap between the front end portion and the inner wall surface of the toner storage portion.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the developing device according to the third aspect, wherein a sponge layer is provided on the inner wall of the toner accommodating portion, and a resin film is attached to a screw side surface of the sponge layer, whereby the screw. A gap between the front end portion and the inner wall of the toner containing portion, which is a toner supply path, is filled.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a process cartridge comprising: an image carrier that carries an electrostatic latent image; a charging device that charges the image carrier; and a developer carrier that carries a developer on the image carrier. A developing device that develops the latent image on the image carrier by developing it into an opposing development area and forms a toner image, and a transfer residue that remains on the image carrier after the developed toner image is transferred to a transfer material. In an image forming apparatus having a cleaning device for removing toner, the image carrier and a device including at least the developing device selected from the developing device, the charging device, and the cleaning device are integrally supported. In the process cartridge that is detachably attached to the image forming apparatus main body, the developing device includes a developing device according to any one of claims 1 to 4.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an image carrier that carries an electrostatic latent image, a charging device that charges the image carrier, and a developer carrier that carries a developer on the image carrier. A developing device that develops the latent image on the image carrier by developing it into a developing area opposite to the toner and forms a toner image, and a transfer that remains on the image carrier after the developed toner image is transferred to a transfer material 6. An image forming apparatus comprising: a cleaning device that removes residual toner. 6. The developing device according to claim 1, or a process cartridge including the developing device as the developing device. A process cartridge is provided.
In the present invention, since the conveying screw for conveying the replenishment toner from the toner accommodating portion to the developer accommodating portion is divided into the toner accommodating portion and the developer accommodating portion, the toner is kept while the conveying screw in the developer accommodating portion is stopped. The conveying screw can be rotated only in the housing portion. Then, by rotating the conveying screw only in the toner accommodating portion, it is possible to eliminate the toner staying in the toner accommodating portion (toner conveying path) and to eliminate unnecessary stirring operation for the developer in the developer accommodating portion. Can do. Therefore, it is possible to prevent toner aggregation in the toner container and to extend the life of the developer.
本発明は、現像装置内のトナー収容部でのトナー凝集を防止しつつ、現像剤の寿命の延命を可能とすることができるという優れた効果がある。 The present invention has an excellent effect that the life of the developer can be extended while preventing toner aggregation in the toner storage portion in the developing device.
以下、本発明を画像形成装置に適用した一実施形態について、図1〜図5を用いて説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an image forming apparatus will be described with reference to FIGS. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.
まず、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図1は、本実施形態に係る画像形成装置であるプリンタの概略構成を示した全体図である。図1に示すように、画像形成装置本体100の上方にあるトナー容器収容部31には、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した4つのトナー容器32Y、32M、32C、32Kが着脱自在(交換自在)に設置されている。
First, the configuration and operation of the entire image forming apparatus will be described.
FIG. 1 is an overall view showing a schematic configuration of a printer which is an image forming apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, four
トナー容器収容部31の下方には中間転写ユニット15が配設されている。その中間転写ユニット15の中間転写ベルト8に対向するように、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した作像部6Y、6M、6C、6Kが並設されている。トナー容器32Y、32M、32C、32Kの下方には、それぞれ、トナー補給装置60Y、60M、60C、60Kが配設されている。そして、トナー容器32Y、32M、32C、32Kに収容されたトナーは、それぞれ、トナー補給装置60Y、60M、60C、60Kによって、作像部6Y、6M、6C、6Kの現像装置内に供給(補給)される。
An intermediate transfer unit 15 is disposed below the
図2に示すように、イエローに対応した作像部6Yは、感光体ドラム1Yと、感光体ドラム1Yの周囲に配設された帯電部4Y、現像装置5Y(現像部)、クリーニング部2Y、除電部(不図示)等で構成されている。そして、感光体ドラム1Y上で、作像プロセス(帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程)がおこなわれて、感光体ドラム1Y上にイエロー画像が形成されることになる。
As shown in FIG. 2, the
なお、他の3つの作像部6M、6C、6Kも、使用されるトナーの色が異なる以外は、イエローに対応した作像部6Yとほぼ同様の構成となっていて、それぞれのトナー色に対応した画像が形成される。以下、他の3つの作像部6M、6C、6Kの説明を適宜に省略して、イエローに対応した作像部6Yのみの説明をおこなう。
The other three
感光体ドラム1Yは、不図示の駆動モータによって、図2中の時計方向に回転駆動される。まず、帯電部4Yの位置で、感光体ドラム1Yの表面が一様に帯電される(帯電工程)。次に、感光体ドラム1Yの表面は、露光装置7(図1に記載)から発せられたレーザ光Lの照射位置に達して、この位置での露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される(露光工程)。そして、ドラム1Yの表面は、現像装置5Yとの対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、イエローのトナー像が形成される(現像工程)。その後、感光体ドラム1Yの表面は、中間転写ベルト8及び第1転写バイアスローラ9Yとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1Y上のトナー像が中間転写ベルト8上に転写される(1次転写工程)。このとき、感光体ドラム1Y上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
The
中間転写ベルト8上にトナー像が転写された後の感光体ドラム1Yの表面は、クリーニング部2Yとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1Y上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード2aによって機械的に回収される(クリーニング工程)。最後に、感光体ドラム1Yの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1Y上の残留電位が除去される。このようにして、感光体ドラム1Y上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
The surface of the
なお、上述した作像プロセスは、他の作像部6M、6C、6Kでも、イエロー作像部6Yと同様におこなわれる。
The image forming process described above is performed in the other
また、露光工程では、作像部の下方に配設された露光部7から、画像情報に基いたレーザ光Lが、各作像部6M、6C、6Kの感光体ドラム1上に向けて照射される。詳しくは、露光部7は、光源からレーザ光Lを発して、そのレーザ光Lを回転駆動されたポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学素子を介して各感光体ドラム1上に照射する。その後、現像工程を経て各感光体ドラム1上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト8上に重ねて1次転写する。このようにして、中間転写ベルト8上にカラー画像が形成されることとなる。
In the exposure process, a laser beam L based on image information is irradiated from the exposure unit 7 disposed below the image forming unit onto the photosensitive drums 1 of the
また、中間転写ユニット15は、図1に示すように、中間転写ベルト8、4つの1次転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9K、2次転写バックアップローラ12、複数のテンションローラ、中間転写クリーニング部、等で構成される。中間転写ベルト8は、複数のローラ部材によって張架・支持されるとともに、1つのローラ部材12の回転駆動によって図1中の矢印方向に無端移動される。
As shown in FIG. 1, the intermediate transfer unit 15 includes an intermediate transfer belt 8, four primary
4つの1次転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9Kは、それぞれ、中間転写ベルト8を感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kとの間に挟み込んで1次転写ニップを形成している。そして、1次転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9Kに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。
The four primary
そして、中間転写ベルト8は、矢印方向に走行して、各1次転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9Kの1次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム1Y、1M、1C、1K上の各色のトナー像が、中間転写ベルト8上に重ねて1次転写される。
The intermediate transfer belt 8 travels in the direction of the arrow and sequentially passes through the primary transfer nips of the primary
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト8は、2次転写ローラ19との対向位置に達する。この位置では、2次転写バックアップローラ12が、2次転写ローラ19との間に中間転写ベルト8を挟み込んで2次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト8上に形成された4色のトナー像は、この2次転写ニップの位置に搬送された転写紙等の被転写材P上に2次転写される。このとき、中間転写ベルト8には、被転写材Pに転写されなかった未転写トナーが残存する。 Thereafter, the intermediate transfer belt 8 on which the toner images of the respective colors are transferred in a superimposed manner reaches a position facing the secondary transfer roller 19. At this position, the secondary transfer backup roller 12 sandwiches the intermediate transfer belt 8 with the secondary transfer roller 19 to form a secondary transfer nip. The four color toner images formed on the intermediate transfer belt 8 are secondarily transferred onto a transfer material P such as transfer paper conveyed to the position of the secondary transfer nip. At this time, the untransferred toner that has not been transferred to the transfer material P remains on the intermediate transfer belt 8.
2次転写ニップの位置を通過した中間転写ベルト8は、中間転写クリーニング部(不図示)の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト8上の未転写トナーが回収される。このようにして、中間転写ベルト8上でおこなわれ、一連の転写プロセスが終了する。 The intermediate transfer belt 8 that has passed the position of the secondary transfer nip reaches the position of an intermediate transfer cleaning unit (not shown). At this position, the untransferred toner on the intermediate transfer belt 8 is collected. In this way, the transfer is performed on the intermediate transfer belt 8, and a series of transfer processes is completed.
ここで、2次転写ニップの位置に搬送された被転写材Pは、装置本体100の下方に配設された給紙部26から、給紙ローラ27やレジストローラ対28等を経由して搬送されたものである。
Here, the transfer material P transported to the position of the secondary transfer nip is transported from a
詳しくは、給紙部26には、転写紙等の被転写材Pが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ27が図1中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の被転写材Pがレジストローラ対28のローラ間に向けて給送される。レジストローラ対28に搬送された被転写材Pは、回転駆動を停止したレジストローラ対28のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト8上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対28が回転駆動されて、被転写材Pが2次転写ニップに向けて搬送される。このようにして、被転写材P上に、所望のカラー画像が転写される。
Specifically, a plurality of transfer materials P such as transfer paper are stored in the
2次転写ニップの位置でカラー画像が転写された被転写材Pは、定着部20の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ベルト及び加圧ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が被転写材P上に定着される。その後、被転写材Pは、排紙ローラ対29のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対29によって装置外に排出された被転写材Pは、出力画像として、スタック部30上に順次スタックされる。このようにして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
The material P to which the color image is transferred at the secondary transfer nip position is conveyed to the position of the fixing
次に、図2、図3を用いて、作像部6Yにおける現像装置5Yの構成・動作について、さらに詳しく説明する。
Next, the configuration and operation of the developing device 5Y in the
現像装置5Yは、感光体ドラム1Yに対向する現像ローラ51Y、現像ローラ51Yに対向するドクターブレード52Y、現像剤収容部53Y、54Y内に配設された2つの搬送スクリュ55Y、56Y、現像剤中のトナー濃度を検知する濃度検知センサ58Y、等で構成される。現像ローラ51Yは、内部に固設されたマグネットや、マグネットの周囲を回転するスリーブ等で構成される。現像剤収容部53Y、54Y内には、キャリアとトナーとからなる2成分現像剤Gが収容されている。現像剤収容部53Yと、現像剤収容部54Yとは、図3に示すように、仕切り部材により仕切られ、現像剤Gが現像剤収容部53Y、54Yを循環するための開口部を、その両端部に備えている。そして、現像剤収容部53Yから現像剤収容部54Yに現像剤Gが還流する開口部よりも現像剤収容部54Yの搬送方向上流部に形成されたトナー収容部57Yは、その上方に形成された開口(不図示)を介してトナー落下経路64Y(図1に破線で示す)に連通している。
The developing device 5Y includes a developing
このように構成された現像装置5Yは、次のように動作する。現像ローラ51Yのスリーブは、図2の矢印方向に回転している。そして、マグネットにより形成された磁界によって現像ローラ51Y上に担持された現像剤Gは、スリーブの回転にともない現像ローラ51Y上を移動する。
The developing device 5Y configured as described above operates as follows. The sleeve of the developing
ここで、現像装置5Y内の現像剤Gは、現像剤中のトナーの割合(トナー濃度)が所定の範囲内になるように調整される。詳しくは、現像装置5Y内のトナー消費に応じて、トナー容器32Yに収容されているトナーが、トナー補給装置60Y、を介してトナー収容部57Y内に補給される。なお、トナー容器32Yについては後で詳しく説明する。
Here, the developer G in the developing device 5Y is adjusted so that the ratio of toner in the developer (toner concentration) is within a predetermined range. Specifically, according to the consumption of toner in the developing device 5Y, the toner stored in the
搬送スクリュ56Yの回転によって現像剤収容部54Y内に搬送された補給トナーは、現像剤Gとともに混合・撹拌されながら、2つの現像剤収容部53Y、54Yを循環する(図3の矢印方向)。そして、現像剤G中のトナーは、キャリアとの摩擦帯電によりキャリアに吸着して、現像ローラ51Y上に形成された磁力によりキャリアとともに現像ローラ51Y上に担持される。
The replenishment toner conveyed into the
現像ローラ51Y上に担持された現像剤Gは、図2中の矢印方向に搬送されて、ドクターブレード52Yの位置に達する。そして、現像ローラ51Y上の現像剤Gは、この位置で現像剤量が適量化された後に、感光体ドラム1Yとの対向位置(現像領域である。)まで搬送される。そして、現像領域に形成された電界によって、感光体ドラム1Y上に形成された潜像にトナーが吸着される。その後、現像ローラ51Y上に残った現像剤Gはスリーブの回転にともない現像剤収容部53Yの上方に達して、この位置で現像ローラ51Yから離脱される。
The developer G carried on the developing
次に、本実施の形態の特徴部である、現像装置5における、トナー搬送経路としてのトナー収容部57の構成、及びトナー収容部57に補給されたトナーの挙動について、現像装置5Yに関する実施例を上げて、より詳細に説明する。なお、他の現像装置5M、C、Kについても同様な構成とすることができる。 Next, examples of the developing device 5Y regarding the configuration of the toner storage portion 57 as a toner conveyance path and the behavior of the toner replenished in the toner storage portion 57 in the developing device 5, which are characteristic portions of the present embodiment. Will be described in more detail. The other developing devices 5M, C, and K can have the same configuration.
(実施例1)
まず、以下に第1の実施例の現像装置5Yについて説明する。図4は現像剤収容部54Y及びトナー収容部57Yの中に配設された搬送スクリュ56Yを示す。トナー収容部57Y内の搬送スクリュの外径及び収容部内壁の径は、現像剤収容部54Y内のそれらよりも細くなっている。また、搬送スクリュ56Yは、図4の如く同一軸上で分割されたスクリュ、56aY、56bYにより構成されており、56aYの端部が凹形状、56bYの端部が凸形状(凹凸はその逆の組合せでもよい)をしており、嵌合するよう構成されている。そして、それぞれのスクリュの逆側の端部には、スクリュ駆動用のギヤ59aYと59bYが取り付けられており、不図示の駆動ギヤと噛合うことで、それぞれが独立に駆動可能となっている。
Example 1
First, the developing device 5Y of the first embodiment will be described below. FIG. 4 shows a
現像動作終了後、感光体1Yの停止と同期して現像装置5Yの駆動も停止する。しかし、本実施例の構成により搬送スクリュ56bYだけは、トナー収容部57Yに溜まったトナーを現像剤収容部54Y側に送り込むまでの時間(線速等によって異なるが数秒間)回転駆動した後停止するように制御されている。
After completion of the developing operation, the driving of the developing device 5Y is also stopped in synchronization with the stop of the
本実施例の現像装置5Yでは、上記のように構成することで、現像剤収容部53Y、54Yの搬送スクリュ55Y、56aYを停止させたままトナー収容部57のみ搬送スクリュ56bYを回転させることができる。そして、トナー収容部57Yのみ搬送スクリュを回転させることで、トナー収容部57Y(トナー搬送経路)内に溜まったトナーを無くすことができるとともに、現像剤収容部53Y、54Y内の現像剤に対する不必要な攪拌動作を無くすことができる。よって、トナー収容部57Yでのトナー凝集を防止することができるとともに、現像剤の寿命の延命を可能とすることもできる。
In the developing device 5Y of the present embodiment, with the configuration described above, the transport screw 56bY can be rotated only by the toner container 57 while the
また、本実施例では、搬送スクリュ56を同一軸上で分割しているので、分割した位置で、搬送スクリュ56aY、56bY、それぞれのー端部を、簡単な構成で支持することができる。また、分割された位置に、搬送スクリュ56aY、56bYの一端部を、支持する支持部材を別途設ける必要がない。そのため、別途設けられた支持部材や、現像剤収容部54Yに設けられた搬送スクリュ55Yaの軸端部等が、トナー収容部57と現像剤収容部54Yとの連通部分におけるトナー搬送経路上で障害物となることもない。そして、トナー収容部57と現像剤収容部54Yとの連通部分に障害物があること起因するトナー収容部57Y(トナー搬送経路)内に溜まる補給トナーも無くすことも可能である。
In the present embodiment, since the conveying screw 56 is divided on the same axis, the conveying screws 56aY and 56bY can be supported at their divided ends with a simple configuration. Further, it is not necessary to separately provide a support member that supports one end of the transport screws 56aY and 56bY at the divided positions. Therefore, a support member provided separately, a shaft end portion of the conveyance screw 55Ya provided in the
(実施例2)
次に、第2の実施例の現像装置5Yについて説明する。この第2の実施例の現像装置5Yは、トナー収容部57Yとトナー収容部57Yに配設されたスクリュ56bYとの構成について規定している。具体的には、第1の実施例の構成に加え、トナー収容部57Yの内壁と、トナー収容部57Yに配設されたスクリュ56bYのスクリュ外径をなすスクリュ先端部分(以下、搬送スクリュ外径という)との隙間を無くすように構成している。以下の説明では、第1の実施例と同じ構成については同じ符号を用い、その説明を略する。
(Example 2)
Next, the developing device 5Y of the second embodiment will be described. In the developing device 5Y of the second embodiment, the configuration of the
トナー収容部57Yに配設された搬送スクリュ56bYの搬送スクリュ外径とトナー収容部57Yの内壁との間に隙間があると、図5(a)に示すように、その部分のトナーは、搬送スクリュが回転しても現像剤収容部54Yまで搬送されず、不動層を形成する。この不動層を形成したトナー(以下、不動層トナーという)は長期間の高温高湿環境での放置により圧密状態になりやすく、凝集しやすくなる。そして、現像装置5Yに振動が加わる等のきっかけで、内壁に付着していた不動層トナーは崩れる。そして、その中の凝集体が搬送スクリュ56bY、56aY、55Yの回転にともなって現像剤収容部54Y、53Yに搬送され、最後にはドクターブレード52Yに詰まって白スジ画像となってしまう可能性がある。
If there is a gap between the outer diameter of the conveying screw 56bY disposed in the
ドクターブレード52Yに詰まるほど大きな凝集体でない場合は、画像上にその色のトナーの塊が落ちた画像(ポチ画像)となって現れる。不動層の厚み(すなわち内壁と搬送スクリュ外径の隙間の大きさ)が厚いほど、大きな凝集体が発生する危険性がある。なお本実施例では、ドクターブレードと現像ローラとの間のギャップ(ドクターギャップ)は0.4mmとしている。
When the aggregate is not so large that the
以上に述べたような背景から、トナー収容部57Yの内壁と搬送スクリュ56bYの搬送スクリュ外径との隙間は、小さいほうが好ましい。そこで本実施例では、図5(c)に示すように、少なくとも、トナー搬送経路であるトナー収容部57に補給されるトナーのトナー面の高さよりも低い部分において、トナー収容部57Yの内壁と搬送スクリュ56bYの搬送スクリュ外径との隙間をほぼゼロとなるようにした。具体的には、搬送スクリュ56bYの外径がトナー収容部57Yの内壁の径より0〜0.1mmだけ小さいものを用いた。このような構成とすることで、トナー収容部57Yに補給されたトナーは不動層を形成することなく現像剤収容部54Yまで搬送され、その先でキャリアと分散・帯電される。
From the background as described above, it is preferable that the gap between the inner wall of the
このような構成とすることで、搬送スクリュ56bYの搬送スクリュ外径とトナー収容部57の内壁との間の隙間に滞留するトナー、すなわち、デッドトナーを無くすことができる。よって、デッドトナーの凝集体発生に起因する、白スジや黒ポチ画像といった画像欠陥を防止することができる。 By adopting such a configuration, it is possible to eliminate toner that stays in a gap between the outer diameter of the conveying screw of the conveying screw 56bY and the inner wall of the toner accommodating portion 57, that is, dead toner. Therefore, it is possible to prevent image defects such as white streaks and black spots due to the occurrence of dead toner aggregates.
(実施例3)
次に、第3の実施例の現像装置5Yについて説明する。この第3の実施例の現像装置5Yは、第2の実施例と同様に第1の実施例の構成に加え、トナー収容部57Yとトナー収容部57Yに配設されたスクリュ56bYについてを規定している。しかしながら、トナー収容部57Yの内壁と、スクリュ56bYの搬送スクリュ外径との隙間を無くす構成が異なる。搬送スクリュ56bYの製造上の振れ精度を考えると、低コストで隙間を完全になくすことは難しい。そこで、第2の実施例では図5(b)に示すように、スクリュ外径はトナー収容部57Yの樹脂製ケース内壁よりも1.0mm小さくし、その隙間を埋めるために、樹脂製のトナー収容部57Yの内壁に沿うようにスポンジ材を貼り、その上に薄いPETフィルムを貼り付けた。
(Example 3)
Next, the developing device 5Y of the third embodiment will be described. As in the second embodiment, the developing device 5Y of the third embodiment defines the
このような構成とすることで、常にスポンジ材とその上のPETフィルムが搬送スクリュを押し上げるように密着し、トナー収容部57Y内壁と搬送スクリュ56bYとの隙間がなくなる。したがって、トナー収容部57Yに補給されたトナーは不動層を形成することなく現像剤収容部54Yまで搬送され、その先でキャリアと分散・帯電される。
With such a configuration, the sponge material and the PET film thereon are always in close contact with each other so as to push up the conveyance screw, and there is no gap between the inner wall of the
このような構成とすることで、本実施例の現像装置5Yでは、実施例2と同様な作用効果を、低コストで得ることができる。すなわち、低コストな構成で、デッドトナーを無くすことができ、デッドトナーの凝集体発生に起因する、白スジや黒ポチ画像といった画像欠陥を防止することができる。 By adopting such a configuration, the developing device 5Y of the present embodiment can obtain the same effects as those of the second embodiment at a low cost. That is, dead toner can be eliminated with a low-cost configuration, and image defects such as white streaks and black spotted images due to the occurrence of dead toner aggregates can be prevented.
実施例1乃至3の構成で、トナー補給が多く入る20%画像面積率のチャートで1000枚の画像形成をを行った。その後、温度40℃、湿度70%の高温高湿環境で2ヶ月間放置したあとでも、凝集体によるドクターブレード52Yの詰まりによる白スジは発生せず、凝集体によるポチ画像も発生しなかった。
With the configuration of Examples 1 to 3, 1000 sheets of images were formed using a chart with a 20% image area ratio in which a large amount of toner was supplied. Thereafter, even after being left for 2 months in a high temperature and high humidity environment at a temperature of 40 ° C. and a humidity of 70%, white streaks due to clogging of the
また、前記各実施例において、作像部6Y、6M、6C、6Kの少なくとも現像装置を含んだ、一部又は全部をプロセスカートリッジとすることもできる。その場合であっても、上述した前記各実施例と同様な作用効果を得ることができる。
In each of the above embodiments, a part or all of the
なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は上述した記載の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。 It should be noted that the present invention is not limited to the present embodiment, and within the scope of the technical idea of the present invention, the embodiment can be modified as appropriate in addition to those suggested in the present embodiment. it is obvious. In addition, the number, position, shape, and the like of the constituent members are not limited to the above-described forms, and can be set to a number, position, shape, and the like that are suitable for carrying out the present invention.
また、本発明の実施形態に係る現像装置においては、補給トナーを収容するトナー収容部57と、キャリアとトナーからなる二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、トナー収容部57から現像剤収容部54へ補給トナーを搬送する搬送スクリュ56を備えいる。さらに、搬送スクリュ56がトナー収容部57と現像剤収容部54で分割されている。このように構成することで、現像剤収容部の搬送スクリュ55、56a、を停止させたままトナー収容部のみ搬送スクリュ56bを回転させることが可能となり、現像剤収容部中の現像剤の余計な攪拌動作なくすことができ、現像剤の寿命を延命可能とすることができる。
また、本発明の実施形態に係る現像装置においては、搬送スクリュ56を分割した搬送スクリュ56aと搬送スクリュ56bとは、それぞれ独立に回転駆動可能である。したがって、トナー収容部57内の搬送スクリュ56bを長く回転させることでトナー収容部57内のトナーを無くすことができる。このように構成することで、トナー収容部57に長期間に亘り滞留するトナーを無くすことができる。よって、例えば夏休みのような長期でかつ温度ストレスを受ける状況下で放置された後の画像でも、デッドトナーの凝集体発生に起因する、白スジや黒ポチの画像欠陥を防止することができる。
また、本発明の実施形態に係る現像装置においては、少なくともトナー搬送経路であるトナー収容部57に補給されるトナーのトナー面の高さよりも低い部分において、トナー収容部57の搬送スクリュ56bの外径をなすスクリュ先端部分とトナー収容部57の内壁との隙間が無い。このように構成することで、スクリュ先端部分とトナー収容部57の内壁の隙間をなくし、スクリュ先端部分とトナー収容部57の内壁の隙間に滞留するトナー、すなわち、デッドトナーを無くすことができる。よって、デッドトナーの凝集体発生に起因する、白スジや黒ポチ画像といった画像欠陥を防止することができる。
また、本発明の実施形態に係る現像装置においては、トナー収容部内壁にスポンジ層と樹脂フィルム層からなる弾性層を設けている。そして、少なくともトナー搬送経路であるトナー収容部57に補給されるトナーのトナー面の高さよりも低い部分において、この弾性層が常に、搬送スクリュ56bの外径をなすスクリュ先端部分を押圧するように構成している。このように構成することで、スクリュ先端部分とトナー収容部57の内壁の隙間をなくし、スクリュ先端部分とトナー収容部57の内壁の隙間に滞留するトナー、すなわち、デッドトナーを無くすことができる。よって、デッドトナーの凝集体発生に起因する、白スジや黒ポチ画像といった画像欠陥を防止することができる。
また、本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジにおいては、上述した現像装置を具備することで、上述した現像装置と同様な作用、効果を奏することができる。
また、本発明の実施形態に係る画像形成装置においては、上述した現像装置、又は、プロセスカートリッジを備えることで、上述した現像装置、又は、プロセスカートリッジと同様な作用、効果を奏することができる。
In the developing device according to the embodiment of the present invention, the toner storage portion 57 that stores the replenishment toner, the developer storage portion that stores the two-component developer composed of the carrier and the toner, and the developer from the toner storage portion 57. A transport screw 56 for transporting the replenishment toner to the storage unit 54 is provided. Further, the conveying screw 56 is divided into a toner container 57 and a developer container 54. With this configuration, it is possible to rotate the transport screw 56b only in the toner storage unit while the transport screws 55 and 56a of the developer storage unit are stopped, and extra developer in the developer storage unit. The stirring operation can be eliminated, and the life of the developer can be extended.
In the developing device according to the embodiment of the present invention, the transport screw 56a and the transport screw 56b obtained by dividing the transport screw 56 can be independently driven to rotate. Therefore, the toner in the toner container 57 can be eliminated by rotating the transport screw 56b in the toner container 57 for a long time. With this configuration, it is possible to eliminate toner that stays in the toner storage portion 57 for a long period of time. Therefore, image defects such as white streaks and black spots caused by the occurrence of agglomerates of dead toner can be prevented even in an image after being left for a long period of time, such as summer vacation, under a condition of being subjected to temperature stress.
Further, in the developing device according to the embodiment of the present invention, at least in a portion lower than the height of the toner surface of the toner replenished to the toner containing portion 57 which is the toner carrying path, the outer side of the carrying screw 56b of the toner containing portion 57 is removed. There is no gap between the screw tip portion having a diameter and the inner wall of the toner containing portion 57. With this configuration, the gap between the screw tip portion and the inner wall of the toner accommodating portion 57 can be eliminated, and the toner staying in the gap between the screw tip portion and the inner wall of the toner accommodating portion 57, that is, the dead toner can be eliminated. Therefore, it is possible to prevent image defects such as white streaks and black spots due to the occurrence of dead toner aggregates.
In the developing device according to the embodiment of the present invention, an elastic layer including a sponge layer and a resin film layer is provided on the inner wall of the toner storage portion. The elastic layer always presses the tip portion of the screw forming the outer diameter of the conveying screw 56b at least in a portion lower than the height of the toner surface of the toner replenished in the toner accommodating portion 57 that is the toner conveying path. It is composed. With this configuration, the gap between the screw tip portion and the inner wall of the toner accommodating portion 57 can be eliminated, and the toner staying in the gap between the screw tip portion and the inner wall of the toner accommodating portion 57, that is, the dead toner can be eliminated. Therefore, it is possible to prevent image defects such as white streaks and black spots due to the occurrence of dead toner aggregates.
Further, in the process cartridge according to the embodiment of the present invention, by providing the above-described developing device, the same operation and effect as the above-described developing device can be achieved.
Further, in the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention, by providing the developing device or the process cartridge described above, the same operations and effects as those of the developing device or the process cartridge described above can be achieved.
1 感光体
2 感光体のクリーニング部
4 帯電部
5 現像装置
6 作像部
7 露光装置
8 中間転写ベルト
9 第1転写バイアスローラ
31 トナー容器収容部
32 トナー容器
53、54 現像剤収容部
55 現像剤収容部53側に配設された搬送スクリュ
56 現像剤収容部54側に配設された搬送スクリュ
56a 現像剤収容部54内に配設された搬送スクリュ部分
56b トナー収容部内に配設された搬送スクリュ部分
57 トナー収容部
58 現像剤収容部に配設されたトナー濃度を検知する濃度検知センサ
64 トナー落下経路
100 画像形成装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photoconductor 2 Photoconductor cleaning part 4 Charging part 5 Developing device 6 Image forming part 7 Exposure apparatus 8 Intermediate transfer belt 9 First transfer bias
Claims (6)
キャリアとトナーからなる二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、
上記トナー収容部から上記現像剤収容部へ補給トナーを搬送する搬送スクリュと、
を備える現像装置において、
上記搬送スクリュが上記トナー収容部と上記現像剤収容部で分割されていることを特徴とする現像装置。 A toner container for storing replenished toner;
A developer accommodating portion for accommodating a two-component developer comprising a carrier and a toner;
A transport screw for transporting the replenished toner from the toner container to the developer container;
A developing device comprising:
The developing device according to claim 1, wherein the conveying screw is divided into the toner container and the developer container.
上記トナー搬送スクリュの外径をなすスクリュ先端部分とトナー収容部の内壁面との間の隙間が無いことを特徴とする、請求項1又は2に記載の現像装置。 At least in a portion lower than the height of the toner surface of the toner to be replenished in the toner container,
3. The developing device according to claim 1, wherein there is no gap between a screw tip portion forming an outer diameter of the toner conveying screw and an inner wall surface of the toner storage portion.
さらに、上記スポンジ層のスクリュ側の面に樹脂フィルムを貼り付けることによって、上記スクリュ先端部分とトナー補給経路であるトナー収容部の内壁との隙間を埋めることを特徴とする、請求項3に記載の現像装置。 A sponge layer is provided on the inner wall of the toner container,
4. The gap between the screw tip portion and the inner wall of the toner accommodating portion, which is a toner supply path, is filled by sticking a resin film on the screw side surface of the sponge layer. Development device.
上記像担持体を帯電させる帯電装置と、
現像剤を現像剤担持体に担持し上記像担持体に対向する現像領域に搬送して該像担持体上の潜像を現像してトナー像化する現像装置と、
現像後のトナー像を転写材に転写した後に上記像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置と、
を有する画像形成装置内で、
上記像担持体と、上記現像装置、上記帯電装置及び上記クリーニング装置から選択された少なくとも上記現像装置を含む装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、
上記現像装置として、請求項1乃至4のいずれか一に現像装置を具備していることを特徴とするプロセスカートリッジ。 An image carrier for carrying an electrostatic latent image;
A charging device for charging the image carrier;
A developing device for carrying a developer on a developer carrying member and transporting the developer to a developing region facing the image carrying member to develop a latent image on the image carrying member to form a toner image;
A cleaning device that removes transfer residual toner remaining on the image carrier after the developed toner image is transferred to a transfer material;
In an image forming apparatus having
In a process cartridge which integrally supports the image carrier and an apparatus including at least the developing device selected from the developing device, the charging device, and the cleaning device, and is detachable from the image forming apparatus main body.
A process cartridge comprising the developing device according to claim 1 as the developing device.
上記像担持体を帯電させる帯電装置と、
現像剤を現像剤担持体に担持し上記像担持体に対向する現像領域に搬送して該像担持体上の潜像を現像してトナー像化する現像装置と、
現像後のトナー像を転写材に転写した後に上記像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置と、
を有する画像形成装置において、
上記現像装置として請求項1乃至4のいずれか一に記載の現像装置、又は現像装置を具備するプロセスカートリッジとして請求項5に記載のプロセスカートリッジを備えていることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier for carrying an electrostatic latent image;
A charging device for charging the image carrier;
A developing device for carrying a developer on a developer carrying member and transporting the developer to a developing region facing the image carrying member to develop a latent image on the image carrying member to form a toner image;
A cleaning device that removes transfer residual toner remaining on the image carrier after the developed toner image is transferred to a transfer material;
In an image forming apparatus having
An image forming apparatus comprising: the developing device according to claim 1 as the developing device; or the process cartridge according to claim 5 as a process cartridge including the developing device.
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