JP2013068715A - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
現像剤の劣化が少ない現像装置および画像形成装置を提供する。
【解決手段】
現像装置１４Ｙにおいて、被現像体１１Ｙに隣接して配置され現像剤を表面に保持しながら回転することで被現像体の表面に現像剤を搬送する回転搬送体１４１と、回転搬送体の回転によって現像剤が搬送される搬送方向Ｆにおける被現像体よりも上流に、回転搬送体の表面との間に隙間を開けて配置された、現像剤の層厚を規制する板状の層規制部材１４７と、層規制部材１４７よりも搬送方向の上流に配置された、それぞれが回転搬送体１４１の表面に向かって延び、層規制部材１４７に向かって流れる現像剤の流れに交わる第１の方向ＤＥに配列されて現像剤の流れに干渉する複数の干渉部材１４８とを備えた。
【選択図】 図３

Description

本発明は、現像装置および画像形成装置に関する。

例えば、特許文献１には、現像剤を感光体に供給する現像ローラを有する現像装置が示されている。この現像装置は、現像ローラ上の現像剤量を規制する規制部材を備えている。また、現像ローラの上方には、表面に溝が形成された供給ローラが設けられている。

特開２００７−１０８６４０号公報

本発明は、現像剤の帯電量が大きくなる現像装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る現像装置は、
被現像体に隣接して配置され現像剤を表面に保持しながら回転することでこの被現像体の表面にこの現像剤を搬送する回転搬送体と、
上記回転搬送体の回転によって現像剤が搬送される搬送方向における上記被現像体よりも上流に、上記表面との間に隙間を開けて配置された、この現像剤の層厚を規制する層規制部材と、
上記層規制部材よりも上記搬送方向の上流に配置された、それぞれが上記回転搬送体の表面に向かって延び上記層規制部材に向かって流れる現像剤の流れに交わる第１の方向に配列されてこの現像剤の流れに干渉する複数の干渉部材とを備えたことを特徴とする。

請求項２に係る現像装置は、上記干渉部材が、上記第１の方向に配列されるとともに、全体として二次元的に千鳥状に配列されるように上記現像剤の流れの方向にも複数備えられていることを特徴とする。

請求項３に係る画像形成装置は、
静電潜像が表面に形成されこの静電潜像が現像剤で現像される被現像体と、
上記被現像体を現像剤で現像する現像装置とを備え、
上記現像装置が、
上記被現像体に隣接して配置され現像剤を表面に保持しながら回転することでこの被現像体の表面にこの現像剤を搬送する回転搬送体と、
上記回転搬送体の回転によって現像剤が搬送される搬送方向における上記被現像体よりも上流に、上記表面との間に隙間を開けて配置された、この現像剤の層厚を規制する板状の層規制部材と、
上記層規制部材よりも上記搬送方向の上流に配置された、それぞれが上記回転搬送体の表面に向かって延び上記層規制部材に向かって流れる現像剤の流れに交わる第１の方向に配列されてこの現像剤の流れに干渉する複数の干渉部材とを備えたことを特徴とする。

請求項１に係る現像装置および請求項３に係る画像形成装置は、干渉部材を有しない場合と比較して、帯電量が大きくなる。

請求項２に係る現像装置は、干渉部材を不規則に配置する場合と比較して、現像剤の帯電量にムラが生じることが抑制される。

本発明の画像形成装置の一実施形態を示す構成図である。 図１に示す現像装置の平面図である。 現像装置の縦断面図である。 層規制部材および干渉部材を現像装置の上方から見た図である。 層規制部材および干渉部材の部分を示す断面図である。

以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す構成図である。

図１に示す画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）および、ブラック（Ｋ）の各色毎に画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋを並列的に配置してなるタンデム型のカラープリンタであり、単色の画像をプリントすることができるほか、４色のトナー像からなるフルカラーの画像をプリントすることができる。画像形成装置１には、ＹＭＣＫ各色のトナーを収容するトナーカートリッジ１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋが備えられている。

４つの画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、ほぼ同様の構成を有しているため、これらを代表してイエローに対応する画像形成部１０Ｙを取り上げて説明する。画像形成部１０Ｙは、感光体１１Ｙ、帯電器１２Ｙ、露光器１３Ｙ、現像装置１４Ｙ、一次転写器１５Ｙ、および感光体クリーナ１６Ｙを備えている。

感光体１１Ｙは円筒状の基板上に感光体の層を有しており、表面に形成される像を保持して円筒の軸周りである矢印Ａ方向に回転する。帯電器１２Ｙ、露光器１３Ｙ、現像装置１４Ｙ、一次転写器１５Ｙ、および感光体クリーナ１６Ｙは、感光体１１Ｙの周囲に順次配置されている。感光体１１Ｙは、本発明にいう被現像体の一例に相当する。

帯電器１２Ｙは、感光体１１Ｙの表面を帯電させる。帯電器１２Ｙは、感光体１１Ｙの表面に接触する帯電ロールである。帯電ロールには、現像装置１４Ｙにおけるトナーと同極性の電圧が印加されており、接触する感光体１１Ｙの表面を帯電させる。なお、帯電器１２Ｙとしては、帯電ロールの他に感光体１１Ｙに非接触のコロナ放電器も採用され得る。

露光器１３Ｙは、画像形成装置１外部から供給される画像信号に基づくレーザ光を発光する発光器と、レーザ光で感光体１１Ｙを走査するための回転多面鏡とを有しており、感光体１１Ｙにレーザ光を照射することで、感光体１１Ｙの表面を露光する。

現像装置１４Ｙは、トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を用いて感光体１１Ｙの表面を現像する。現像装置１４Ｙにはトナーカートリッジ１８Ｙからトナーが供給される。トナーは現像装置１４Ｙ内の磁性キャリアと混合される。磁性キャリアは、例えば鉄粉の表面に樹脂コーテイングを施したものである。また、トナー粒子は、例えば結着樹脂、着色剤、および離型剤を有する。現像装置１４Ｙは、磁性キャリアの粒子とトナーの粒子とが混合された現像剤を撹拌することでトナーおよび磁性キャリアを帯電し、帯電したトナーで感光体１１Ｙ表面を現像する。

一次転写器１５Ｙは、中間転写ベルト３０を挟んで感光体１１Ｙに対向したロールである。一次転写器１５Ｙは、表面に導電性の弾性層を有しており、トナーの帯電極性とは逆極性の電圧が印加されることで、感光体１１Ｙ上のトナー像を中間転写ベルト３０に静電吸引させる。感光体クリーナ１６Ｙは、感光体１１Ｙ表面に接触する清掃ブレードを有しており、転写後に感光体１１Ｙの表面を清掃する。

画像形成装置１には、中間転写ベルト３０、定着装置６０、用紙搬送部８０、および、画像形成装置１の各部を制御する制御部１Ａも備えられている。中間転写ベルト３０は、帯電防止剤を含んだ樹脂材料からなる無端のベルトである。中間転写ベルト３０は、ベルト支持ロール３１〜３５に架け渡されており、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ、および、二次転写器５０を経由する矢印Ｂに示す方向に循環移動する。中間転写ベルト３０には、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋから各色のトナー像が転写される。中間転写ベルト３０は、これら各色のトナー像を保持して移動する。

二次転写器５０は、ベルト支持ロール３１〜３５の一つであるバックアップロール３４との間に中間転写ベルト３０および用紙を挟んで回転するロールである。二次転写器５０は、表面に導電性の弾性層を有し、トナーの帯電極性とは逆極性の電圧が印加されることで、中間転写ベルト３０上のトナー像を用紙に静電吸引させる。ベルトクリーナ７０は、中間転写ベルト３０にブレードを接触させて中間転写ベルト３０上のトナーを掻き取る。

定着装置６０は、トナーを用紙に定着する。定着装置６０は、加熱ロール６１および加圧ロール６２を備えており、加熱ロール６１には加熱器が内蔵されている。加熱ロール６１および加圧ロール６２は、定着前のトナー像が形成された用紙を挟んで通過させることによりトナー像を用紙上に定着させる。

用紙搬送部８０は、用紙収容器Ｔに収容された用紙を取り出す取出ロール８１、取り出された用紙を捌く捌きロール８２、用紙を搬送する搬送ロール８３、用紙を二次転写器５０に搬送するレジストレーションロール８４、および、用紙を外部に排出する排出ロール８６を備えている。用紙搬送部８０は、二次転写器５０および定着装置６０を経由する用紙搬送路Ｒに沿って搬送する。

図１に示す画像形成装置１の基本動作を説明すると、イエローの画像形成部１０Ｙでは、感光体１１Ｙが矢印Ａ方向に回転駆動され、感光体１１Ｙの表面に帯電器１２Ｙによって電荷が付与される。露光器１３Ｙは、感光体１１Ｙに、画像信号中の各色に対応するデータに応じた露光光をそれぞれ照射する。露光器１３Ｙは、外部から供給される画像信号のうちのイエローに対応する画像信号に基づく露光光を感光体１１Ｙの表面に照射することで、感光体１１Ｙの表面に静電潜像を形成する。現像装置１４Ｙには、トナーカートリッジ１８Ｙからイエローのトナーが供給される。現像装置１４Ｙは、静電潜像をトナーで現像することで、トナー像を形成する。感光体１１Ｙは、表面に形成されたイエローのトナー像を保持して回転する。感光体１１Ｙの表面に形成されたトナー像は、一次転写器１５Ｙによって中間転写ベルト３０に転写される。転写後、感光体１１Ｙに残留したトナーは、感光体クリーナ１６Ｙによって回収・除去される。

中間転写ベルト３０は、支持ロール３１〜３５架け渡され矢印Ｂ方向に巡回移動されておいる。イエロー以外の色に対応する画像形成部１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、画像形成部１０Ｙと同様にしてそれぞれの色に対応するトナー像を形成し、中間転写ベルト３０に、画像形成部１０Ｙで転写されたトナー像に重ねて、それぞれの色のトナー像を転写していく。

用紙収容器Ｔからは、用紙Ｐが取出ロール８１によって取り出される。用紙Ｐは、搬送ロール８３、およびレジストレーションロール８４によって、用紙搬送路Ｒを二次転写器５０に向かう矢印Ｃ方向に搬送される。レジストレーションロール８４は、用紙Ｐを、中間転写ベルト３０上にトナー像が転写されるタイミングに基づいて二次転写器５０に送り込む。二次転写器５０は、中間転写ベルト３０と用紙Ｐとの間に転写用の電位を付与することによって、中間転写ベルト３０のトナー像を用紙Ｐに転写する。トナー像が転写された用紙Ｐは二次転写器５０から定着装置６０に搬送され、用紙上に転写されたトナー像が定着される。このようにして、用紙上に画像が形成される。画像が形成された用紙は排出ロール８６によって画像形成装置１の外部に排出される。二次転写器５０による転写後、中間転写ベルト３０に残留したトナーは、ベルトクリーナ７０によって除去される。

［現像装置］
図２は、図１に示す現像装置の平面図である。また、図３は、現像装置の縦断面図である。図には、イエローについての現像装置１４Ｙが示されているが、他の色についての現像装置１４Ｍ〜１４Ｋも現像装置１４Ｙと同様の構造を有する。

現像装置１４Ｙは、現像剤容器１４０、現像ロール１４１、第１撹拌搬送部材１４２、第２撹拌搬送部材１４３、層規制部材１４７、および、干渉部材１４８を備えている。なお、図２では、現像剤容器１４０のカバーを除いた状態が示されている。

現像剤容器１４０は現像剤を収容している。現像剤容器１４０の内部は、仕切壁１４０１によって第１収容室１４０ａと第２収容室１４０ｂとに仕切られている。第１収容室１４０ａは現像ロール１４１に隣り合っており、第２収容室１４０ｂは第１収容室１４０ａを挟んで現像ロール１４１の反対側に配置されている。

第１撹拌搬送部材１４２は第１収容室１４０ａに配備され、第２撹拌搬送部材１４３は第２収容室１４０ｂに配備されている。２つの撹拌搬送部材１４２，１４３は、画像形成装置１における前後方向ＤＥすなわち、現像ロール１４１が延びる延伸方向に延びている。撹拌搬送部材１４２，１４３は、それぞれ、現像ロール１４１に並行して延びる回転軸１４２１，１４３１と回転軸１４２１，１４３１の周囲に設けられた螺旋状の螺旋羽根１４２２，１４３２とを備えている。撹拌搬送部材１４２，１４３のそれぞれは、回転軸１４２１，１４３１の両端部分が回転自在に現像剤容器１４０に支持されている。回転軸１４２１，１４３１は、図示しないモータからの駆動力を伝達するギア１４６に接続されている。現像ロール１４１および２つの撹拌搬送部材１４２，１４３は、図示しないモータの駆動を受けて回転する。

第１撹拌搬送部材１４２は、回転軸１４２１の軸回りに回転することによって、第１収容室１４０ａの現像剤を第１搬送方向Ｄに搬送する。第２撹拌搬送部材１４３は、回転軸１４３１の軸回りに回転することによって、第２収容室１４０ｂの現像剤を第１搬送方向とは逆の第２搬送方向Ｅに搬送する。現像剤容器１４０内の現像剤は、仕切壁１４０１の両端に設けられた連絡口１４０１ａ，１４０１ｂを経由して第１収容室１４０ａおよび第２収容室１４０ｂを循環することとなる。

現像ロール１４１は、現像剤容器１４０から感光体１１Ｙ（図１参照）の表面に現像剤を搬送する。現像ロール１４１は円筒状であり、現像ロール１４１の内部には、磁石１４１１が配置されている。この磁石１４１１は現像剤容器１４０に固定されており、トナー粒子が付着した磁性キャリアを現像ロール１４１に吸着させるためのピックアップ磁極や、現像剤を現像領域で穂立ちさせる磁極を有する。現像ロール１４１は、本発明にいう回転搬送体の一例に相当する。

現像ロール１４１は、表面に現像剤を保持ながら回転することにより現像剤を感光体１１Ｙの表面に搬送する。現像剤が感光体１１Ｙの表面に向かって搬送される方向を搬送方向Ｆとする。感光体１１Ｙの表面に搬送された現像剤に含まれたトナーは、感光体１１Ｙ表面のうち光が照射された部分に付着する。感光体１１Ｙに付着しなかったトナーや磁性キャリアは、現像ロール１４１に保持され再び第１収容室１４０ａに戻る。像剤容器１４０には、現像で消費されたトナーの量に応じた量の新たなトナーが、トナーカートリッジ１８Ｙ（図１参照）から供給されてくる。

図４は、層規制部材および干渉部材を現像装置の上方から見た図である。また、図５は、層規制部材および干渉部材の部分を示す断面図である。図３〜図５を併せて参照しながら説明を続ける。

層規制部材１４７は、現像ロール１４１の搬送方向Ｆにおける、感光体１１Ｙよりも上流に配置された板状の部材である。層規制部材１４７は、現像ロール１４１の上方に配置されており、搬送方向Ｆに交わる向きに広がっている。層規制部材１４７は、現像ロール１４１の表面との間に隙間Ｇ１を開けて配置されている。現像剤容器１４０から現像ロール１４１表面を搬送されてきた現像剤は、層規制部材１４７との間の隙間を通過する。層規制部材１４７は、現像ロール１４１によって感光体１１Ｙに搬送される現像剤の層の厚みを均一化する。また、現像剤は、層規制部材１４７の下をくぐるときに撹拌され、トナーと磁性キャリアの帯電量が増大する。すなわち、層規制部材１４７は、感光体１１Ｙに供給される直前の現像剤の帯電量を増大させる。層規制部材１４７と現像ロール１４１との間の隙間を小さく設定するほど、現像剤の帯電量は増加する。

干渉部材１４８は、現像ロール１４１の上方に配置され、現像ロール１４１の表面に向かって下方に延びた突起である。干渉部材１４８は、層規制部材１４７よりも搬送方向Ｆ上流に配置されており、現像剤の流れに交わる方向に間隔を開けて配列されている。より詳細には、干渉部材１４８は、搬送方向Ｆに交わる前後方向ＤＥ、すなわち現像ロール１４１が延びる延伸方向に配置されるとともに、全体として二次元的に千鳥状に配列されるように搬送方向Ｆにも複数設けられている。図４，５に示す干渉部材１４８は、前後方向ＤＥに配列された櫛状の突起の列が、搬送方向Ｆに２列並んでいる。層規制部材１４７および干渉部材１４８は、根元部分が天板１４９に接合されており、一体化している。

干渉部材１４８と現像ロール１４１との間には、隙間Ｇ２が設けられている。この隙間Ｇ２は、回転する現像ロール１４１と干渉部材１４８が接触しない程度の隙間であり、層規制部材１４７と現像ロール１４１との間の隙間Ｇ１よりも小さい。

本実施形態の現像装置１４Ｙにおいて、現像ロール１４１が回転すると、現像ロール１４１の現像剤は搬送方向Ｆに搬送される。干渉部材１４８は、この現像剤の流れに干渉する。現像剤は、干渉部材１４８の間を縫うように前後方向ＤＥにも移動することで、撹拌される。この結果、現像剤のトナーおよび磁性キャリアの帯電量は、干渉部材１４８を有しない場合と比べて増加する。また、現像剤は、互いに間隔を開けて配列された干渉部材１４８の間を縫うように通過するため、現像剤が通過時に受ける力は層規制部材１４７の場合に比べて小さい。

本実施形態の現像装置１４Ｙでは、干渉部材１４８によって現像剤の帯電量が増加する分、層規制部材１４７による帯電量を減少させている。具体的には、層規制部材１４７と現像ロール１４１との隙間Ｇ１は、干渉部材１４８が無い場合の想定に比べて大きく設定されている。

層規制部材１４７の搬送方向Ｆ上流側には、層規制部材１４７の下を通過できない現像剤がたまり、現像剤は、層規制部材１４７の下を通過するときに強い圧力を受ける。層規制部材１４７と現像ロール１４１との間の隙間が小さいほど、現像剤が受ける圧力が上昇し、粒子の表面が削れたり、あるいは粒子が割れたり変形したりする劣化が進行しやすい。

本実施形態の現像装置１４Ｙでは、層規制部材１４７と現像ロール１４１との隙間Ｇ１は、干渉部材１４８が無い場合の想定に比べて大きく設定されている。したがって、現像剤の帯電量を維持しつつ、現像剤の劣化が抑制される。

なお、上述した実施形態では、本発明にいう干渉部材の例として、櫛状の突起の列が、搬送方向Ｆに２列並んだ干渉部材１４８が示されている。ただし、本発明はこれに限られるものではなく、干渉部材は、例えば、櫛状の突起の列が１列だけ並んだものであってもよく、また３列以上並んだものであってもよい。また、干渉部材は、前後方向に対し斜めに配列されたものであってもよい。

また、上述した実施形態では、本発明にいう回転搬送体の例として回転する現像ロールが示されている。ただし、本発明にいう回転搬送体はこれに限られず、例えば、無端のベルトであってもよい。

また、上述した実施形態では、本発明にいう画像形成装置の例としてタンデム型のカラープリンタが示されている。ただし、本発明にいう画像形成装置はこれに限られず、例えば、中間転写ベルトを有しないモノクロ専用プリンタであってもよい。

また、上述した実施形態では、本発明にいう画像形成装置の例としてプリンタが示されている。ただし、本発明にいう画像形成装置はプリンタに限られず、例えば、画像読取装置で読み取られたデータに基づいて画像を形成する複写機やファクシミリであってもよい。

１ 画像形成装置
１１Ｙ 感光体
１４Ｙ 現像装置
１４０ 現像剤容器
１４１ 現像ロール
１４７ 層規制部材
１４８ 干渉部材

Claims (3)

1. 被現像体に隣接して配置され現像剤を表面に保持しながら回転することで該被現像体の表面に該現像剤を搬送する回転搬送体と、
   前記回転搬送体の回転によって現像剤が搬送される搬送方向における前記被現像体よりも上流に、前記表面との間に隙間を開けて配置された、該現像剤の層厚を規制する層規制部材と、
   前記層規制部材よりも前記搬送方向の上流に配置された、それぞれが前記回転搬送体の表面に向かって延び前記層規制部材に向かって流れる現像剤の流れに交わる第１の方向に配列されて該現像剤の流れに干渉する複数の干渉部材とを備えたことを特徴とする現像装置。
2. 前記干渉部材は、前記第１の方向に配列されるとともに、全体として二次元的に千鳥状に配列されるように前記現像剤の流れの方向にも複数備えられていることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 静電潜像が表面に形成され該静電潜像が現像剤で現像される被現像体と、
   前記被現像体を現像剤で現像する現像装置とを備え、
   前記現像装置が、
   前記被現像体に隣接して配置され現像剤を表面に保持しながら回転することで該被現像体の表面に該現像剤を搬送する回転搬送体と、
   前記回転搬送体の回転によって現像剤が搬送される搬送方向における前記被現像体よりも上流に、前記表面との間に隙間を開けて配置された、該現像剤の層厚を規制する板状の層規制部材と、
   前記層規制部材よりも前記搬送方向の上流に配置された、それぞれが前記回転搬送体の表面に向かって延び前記層規制部材に向かって流れる現像剤の流れに交わる第１の方向に配列されて該現像剤の流れに干渉する複数の干渉部材とを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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