JP4093677B2 - Developing device and image forming apparatus - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等に用いられ、トナーとキャリアとから成る二成分現像剤によって静電潜像の現像を行う現像装置、並びにこのような現像装置を有し、画像形成を行う画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にトナーとキャリアとから成る二成分現像剤を用いる現像方法では、トナー粒子と磁性体から成るキャリア粒子とを機械的に攪拌することにより、トナー粒子とキャリア粒子とを互いに逆の極性に帯電させる。これらの粒子は、静電気的付着力により一体となっているが、感光体上の静電潜像に接近すると、トナー粒子とキャリア粒子とが引き合う静電気力よりも強い静電気力によって、トナー粒子が静電潜像側へ引かれ、潜像が可視像化される。
この時、トナー濃度は形成される画像に大きな影響を与える。トナー濃度が低い場合、画像濃度の低下を引き起こす。逆に、トナー濃度が高い場合は、画像濃度が高くなると同時に地肌汚れが発生しやすくなる。また、現像を行うと、トナーのみが感光体に転移して消費され、キャリアは現像装置内にとどまるため、消費された分のトナーを新たに補給して現像装置内のトナー濃度を一定に保つ必要がある。
【０００３】
また、上述した現像では、静電潜像が形成された感光体と電気的バイアスが印加された現像スリーブとの間の電界により、感光体上の潜像形成部に帯電されたトナーが選択的に付着して現像が行われるため、トナーの帯電量が画像の形成に大きな影響を与える。トナーの帯電量が低いと、キャリアとの静電的付着力が小さいため、現像剤の中でトナーが浮遊しやすく、また、静電潜像と現像バイアスとから受ける拘束力も小さいため、地肌汚れの発生する割合は増加する。逆に、トナーの帯電量が高すぎると、トナーとキャリアとの静電的付着力は強化され、静電潜像に付着するトナー量は少なくなり、このため画像濃度が低下する。
したがって、上記のような二成分現像剤を用いる画像形成装置において高画質の画像を形成するには、トナーを均一に帯電し、且つ均一なトナー濃度の現像剤を現像領域に搬送する必要がある。
【０００４】
ここで、従来の現像装置によるトナーの帯電方法及びトナー濃度調整方法について説明する。
図１１及び図１２に、従来の現像装置を示す。この現像装置５９においては、スクリュー形状から成る第１現像剤攪拌搬送部材５２と第２現像剤攪拌搬送部材５３とが仕切り板５５を挟んで平行に配置され、トナーとキャリアとから成る現像剤を混合攪拌しながら互いに反対の方向に搬送し、循環させる。第１現像剤攪拌搬送部材５２と第２現像剤攪拌搬送部材５３との対向部の反対側には、現像剤担持体５４が２つの現像剤攪拌部材５２、５３と平行に配置されており、第１現像剤攪拌搬送部材５２側から汲み上げた現像剤を表面に付着させ、回転に伴い搬送する。
現像剤担持体５４は、内部に磁界発生手段である固定された磁石５４ａ及びその外側に非磁性材料で構成され、矢印の方向に回転可能に支持された現像スリーブ５４ｂとを有する。現像剤担持体５４の周囲の、現像剤担持体５４が感光体と対向する現像領域の上流には、アルミニウム、ＳＵＳ等の非磁性材料で構成された現像ドクタ５６が現像スリーブ５４ｂと所定の間隔を設けて取り付けられており、現像スリーブ５４ｂ上の現像剤は、現像スリーブ５４ｂの回転によって現像ドクタ５６との対向位置を通過する時所定の量に規制される。現像剤は、現像ドクタ５６通過の際強いストレスを受けてトナーが帯電され、現像領域に搬送される。現像領域では、表面に静電潜像が形成された感光体と電気的バイアスが印加された現像スリーブ５４ｂとの間の電界の作用で、感光体上の静電潜像が帯電されたトナーにより顕像化される。
【０００５】
贋造領域を通過した後消費されなかったトナーを含む現像剤は、現像剤担持体５４の内部に固定された磁石５４ａにより形成された現像剤剥離極で現像スリーブ５４ｂから脱落し、第１現像剤攪拌搬送部材５２に戻され、第１現像剤攪拌搬送部材５２上を現像剤循環下流方向へ搬送される。そして、現像剤は上記と同様の課程を繰り返しながら、第１現像剤攪拌搬送部材５２と第２現像剤攪拌搬送部材５３との間を循環し、再び現像スリーブ５４ｂ上に汲み上げられる。
第２現像剤攪拌搬送部材５３側にはトナー濃度検知センサ５７が設置され、現像装置内のトナー濃度を検知する。このトナー濃度の検知結果が設定されたトナー濃度より低い場合は、図示しないトナー補給装置から矢印Ａの経路で第２現像剤攪拌搬送部材５３の循環上流側にトナーを補給する。補給されたトナーは、第２現像剤攪拌搬送部材５３と第１現像剤攪拌搬送部材５２とにより現像剤搬送路内を循環しながら、現像装置内の現像剤と混合攪拌される。トナー補給部からのトナーの補給量は、トナー濃度検知センサ５７からの信号に基づいて制御され、現像装置内のトナー濃度が設定濃度付近に維持される。そして、この行程を繰り返すことにより、現像装置内のトナー濃度を常に設定濃度付近に維持するように構成されている。
【０００６】
画像濃度を安定化する方法としては、現像剤攪拌搬送手段の始端部の現像剤搬送力を他の部分の現像剤搬送力よりも大きくし、２つの現像剤攪拌搬送手段間での現像剤の受け渡し効率を向上させることにより、濃度変動の少ない画像を得る技術が、特開平３−２８２４８８号公報に開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の技術には次のような問題がある。
従来の現像装置では、第１現像剤攪拌搬送部材５２の上流側から下流側へ現像剤が搬送される間にトナーが消費されていくため、トナー濃度は第１現像剤攪拌搬送部材５２の下流側で上流側よりも低くなる。したがって、現像スリーブ５４ｂに汲み上げられた現像剤のトナー濃度が、現像装置の長手方向で不均一となり、形成画像の画像濃度ムラが生じる。特に、画像濃度が高くトナー消費が多い画像では、画像濃度ムラは顕著となる。
また、現像剤の帯電は、主として現像スリーブ５４ｂ上に担持され、現像スリーブ５４ｂの回転に伴って現像ドクタ５６との間を通過する時に行われる。この時、第１現像剤攪拌搬送部材５２側には、現像スリーブ５４ｂ上に汲み上げられ、現像ドクタ５６と現像スリーブ５４ｂとの間を通過して帯電量が上昇した現像剤と、現像スリーブ５４ｂ上に汲み上げられず、帯電量の低い現像剤とが混在する。そして、第１現像剤攪拌搬送部材５２の下流側では、上流側に比べ現像ドクタ５６と現像スリーブ５４ｂとの間の通過回数の多い現像剤と、通過回数の少ない現像剤との差が大きくなり、トナー帯電量のバラツキが大きくなる。前述のように、トナーの帯電量は形成される画像に大きな影響を与えるため、帯電量の高いトナーと帯電量の低いトナーとが混在すると、均一な画像が得られなくなる。
【０００８】
本発明は、上記のような問題に鑑みて成されたものであり、その目的は、トナー帯電量の均一化を計り、且つ現像スリーブ上でのトナー濃度を一定に維持することにより、濃度ムラのない画像を形成することが可能な現像装置および画像形成装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、トナーとキャリアとから成る二成分現像剤を仕切り板を挟んで互いに逆の方向に攪拌搬送する第１現像剤攪拌搬送部材と第２現像剤攪拌搬送部材とから成る現像剤攪拌搬送手段と、該現像剤攪拌搬送手段と平行に配設され、内部に固定された磁石と、周面上に回転可能に支持された現像スリーブとを備え、表面に前記二成分現像剤を担持する現像剤担持体とを有し、像担持体上の静電潜像を可視化する現像装置において、前記現像剤攪拌搬送手段は、前記第１現像剤攪拌搬送部材と前記第２現像剤攪拌搬送部材との中間部で前記現像剤担持体と対向し、前記第１現像剤攪拌搬送部材が、前記第２現像剤攪拌搬送部材に対して前記現像スリーブの回転の下流側に位置するように回転可能に支持され、前記磁石は、前記第１現像剤攪拌搬送部材から現像剤を汲み上げる磁気拘束力と、前記像担持体と対向する現像領域を通過した現像剤を前記第２現像剤攪拌搬送部材上に落下させる磁気拘束力と、を発生させるように現像スリーブの軸方向に沿って磁束密度が変化している現像装置を提供する。
【００１０】
このような現像装置では、現像領域を通過した現像剤がすべて第２現像剤攪拌搬送部材側に戻されるため、第１現像剤攪拌搬送部材側の現像剤はすべて現像に使用されていないリフレッシュ（初期化）状態であり、トナー濃度が低下していない。したがって、第１現像剤攪拌搬送部材側のトナー濃度は、上流側から下流側にかけて常に一定であり、現像スリーブ上のトナー濃度に差がなくなるため、濃度差がなく濃度追従性の良い均一な画像を得ることができる。
また、現像領域へ搬送される現像剤は、充分に攪拌されて第１現像剤攪拌搬送部材側から汲み上げられ、現像ドクタと対向する領域を一回だけ通過してきた現像剤であるため、帯電条件が等しく、帯電量のバラツキが小さくなる。したがって、トナーが均一に帯電されているためトナー飛散や地肌汚れがなく、細部の画像バラツキのない良質な画像を形成することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記第２現像剤攪拌搬送部材から前記第１現像剤攪拌搬送部材へ現像剤を受け渡す領域を領域Ｌ、前記現像剤攪拌搬送部材の軸方向へ現像剤を搬送し、第１現像剤攪拌搬送部材から第２現像剤攪拌搬送部材へ現像剤を受け渡す領域を領域Ｍとするとき、 前記磁石は、前記領域Ｌに対向する領域に、現像剤を第２現像剤攪拌搬送部材から現像スリーブへ汲み上げた後、前記第１現像剤攪拌搬送部材へ受け渡す磁気拘束力を有し、前記領域Ｍに対向する領域では、現像剤を保持しないように配置されている請求項１に記載の現像装置を提供する。
【００１２】
上記のように、領域Ｌ及び領域Ｍの磁束密度分布が得られるように設定することにより、第１現像剤攪拌搬送部材−領域Ｌ−第２現像剤攪拌搬送部材−領域Ｍの現像剤循環経路及び現像スリーブ−第２現像剤攪拌搬送部材の現像剤循環経路を形成する。このように、２つの現像剤循環経路を形成することにより、現像領域を通過した現像剤は直接第１現像剤攪拌搬送部材側に戻らず、このため、第１現像剤攪拌搬送部材上のトナー濃度並びに現像スリーブ上のトナー濃度は均一となり、濃度ムラのない均一な画像を形成することができる。また、第２現像剤攪拌搬送部材上に増量した現像剤を第１現像剤攪拌搬送部材側へオーバーフローさせ、第２現像剤攪拌搬送部材側での現像剤詰まりを防止することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記仕切り板の先端は前記領域Ｌの範囲でカットされ、前記現像スリーブから離脱した現像剤を前記第１現像剤攪拌搬送部材へ誘導するために、前記カットにより形成される仕切り板の端部に該カット部の幅と等しい幅を有する現像剤誘導部材が設けられ、該現像剤誘導部材の先端が現像スリーブとの接触点より突き出すように現像剤誘導部材が現像スリーブに当接していることを特徴とする請求項２に記載の現像装置を提供する。
【００１４】
このように、領域Ｌに現像剤誘導部材を設けることにより、領域Ｌでの第２現像剤攪拌搬送部材側から第１現像剤攪拌搬送部材側への現像剤の搬送を確実に行うことができる。また、領域Ｍでは、現像剤担持体内部の固定磁石の磁束密度分布を上記のように設定することにより、現像領域通過後の現像剤を現像スリーブから第２攪拌搬送部材上へ落下させる。これにより、２つの現像剤循環経路が形成され、第１現像剤攪拌搬送部材上のトナー濃度及び現像スリーブ上のトナー濃度を均一化し、濃度ムラのない均一な画像を形成すると共に、第２現像剤攪拌搬送部材上に増量した現像剤を第１現像剤攪拌搬送部材側へオーバーフローさせ、第２現像剤攪拌搬送部材側での現像剤詰まりを防止することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、前記第２現像剤攪拌搬送部材から前記第１現像剤攪拌搬送部材へ現像剤を受け渡す領域に、現像剤搬送部材を備え、
該現像剤搬送部材は、複数の突起部を有し、
第２現像剤攪拌搬送部材と第１現像剤攪拌搬送部材とを取り巻くように設けられ、仕切り板の切り欠き部を通過して回転する請求項１に記載の現像装置を提供する。
【００１６】
このように、第２現像剤攪拌搬送部材から第１現像剤攪拌搬送部材への現像剤受け渡し部に搬送部材を設けることにより、領域Ｌでの第２現像剤攪拌搬送部材側から第１現像剤攪拌搬送部材側への現像剤の搬送を円滑に行うことができる。また、領域Ｍでは、現像剤担持体内部の固定磁石の磁束密度分布を上記のように設定することにより、現像領域通過後の現像剤を現像スリーブから第２現像剤攪拌搬送部材上へ落下させる。このように、２つの現像剤循環経路を形成することにより、第１現像剤攪拌搬送部材上のトナー濃度及び現像スリーブ上のトナー濃度を均一化し、濃度ムラのない均一な画像を形成すると共に、第２現像剤攪拌搬送部材上に増量した現像剤を第１現像剤攪拌搬送部材側へオーバーフローさせ、第２現像剤攪拌搬送部材側での現像剤詰まりを防止することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、表面に静電潜像を形成する感光体と、該感光体の表面を一様に帯電する帯電手段と、該感光体の表面に露光する露光手段と、トナーとキャリアとから成る二成分現像剤によって前記静電潜像を現像し、トナー像を形成する現像装置と、該トナー像を記録媒体上に転写する転写装置と、前記記録媒体上に転写されたトナー像を定着する定着装置と有する画像形成装置において、前記現像装置は、トナーとキャリアとから成る二成分現像剤を仕切り板を挟んで互いに逆の方向に攪拌搬送する第１現像剤攪拌搬送部材と第２現像剤攪拌搬送部材とから成る現像剤攪拌搬送手段と、該現像剤攪拌搬送手段と平行に配設され、内部に固定された磁石と、周面上に回転可能に支持された現像スリーブとを備え、表面に前記二成分現像剤を担持する現像剤担持体とを有し、前記現像剤攪拌搬送手段は、前記第１現像剤攪拌搬送部材と前記第２現像剤攪拌搬送部材との中間部で前記現像剤担持体と対向し、前記第１現像剤攪拌搬送部材が、前記第２現像剤攪拌搬送部材に対して前記現像スリーブの回転の下流側に位置するように回転可能に支持され、前記磁石は、前記第１現像剤攪拌搬送部材から現像剤を汲み上げる磁気拘束力と、前記像担持体と対向する現像領域を通過した現像剤を前記第２現像剤攪拌搬送部材上に落下させる磁気拘束力と、を発生させるように現像スリーブの軸方向に沿って磁束密度が変化していることを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００１８】
このような画像形成装置によれば、現像スリーブ上のトナー濃度が均一化されているため、均一な画像形成が可能となる。また、トナーの帯電量が均一であるため、トナー飛散や地肌汚れが防止され、濃度ムラのない良質の画像形成を行うことが可能となる。さらに、現像剤担持体と２つの現像剤攪拌搬送部材とが並列配置されないため、画像形成装置の幅方向の寸法増大を抑制することができる。
【００１９】
請求項６に記載の画像形成装置は、前記第２現像剤攪拌搬送部材から前記第１現像剤攪拌搬送部材へ現像剤を受け渡す領域を領域Ｌ、前記現像剤攪拌搬送部材の軸方向へ現像剤を搬送し、第１現像剤攪拌搬送部材から第２現像剤攪拌搬送部材へ現像剤を受け渡す領域を領域Ｍとするとき、 前記磁石は、前記領域Ｌに対向する領域に、現像剤を前記第２現像剤攪拌搬送部材から汲み上げ、前記第１現像剤攪拌搬送部材へ受け渡す磁気拘束力を有し、前記領域Ｍに対向する領域では、現像剤を保持しないように配置されている請求項５に記載の画像形成装置を提供する。
【００２０】
このような画像形成装置は、２つの現像剤循環系を有するため、第１現像剤攪拌搬送部材上のトナー濃度が均一化されると共に現像スリーブ上のトナー濃度が均一化され、これにより、濃度ムラのない均一な画像を形成することができる。また、第２現像剤攪拌搬送部材上の現像剤を第１現像剤攪拌搬送部材側へオーバーフローさせることにより、第２現像剤攪拌搬送部材上で増量した現像剤による現像剤詰まりを防止し、現像剤の均一な帯電量を維持して良好な画像形成を行うことができる。さらに、現像剤担持体と２つの現像剤攪拌搬送部材とが並列配置されないため、画像形成装置の幅方向の寸法増大を抑制することができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、前記仕切り板の先端は前記領域Ｌの範囲でカットされ、前記現像スリーブから離脱した現像剤を前記第１現像剤攪拌搬送部材へ誘導するために、前記カットにより形成される仕切り板の端部に該カット部の幅と等しい幅を有する現像剤誘導部材が設けられ、該現像剤誘導部材の先端が現像スリーブとの接触点より突き出すように現像剤誘導部材が現像スリーブに当接している請求項６に記載の画像形成装置を提供する。また、請求項８に記載の発明は、前記第２現像剤攪拌搬送部材から前記第１現像剤攪拌搬送部材へ現像剤を受け渡す領域に、現像剤搬送部材を備え、該現像剤搬送部材は、複数の突起部を有し、第２現像剤攪拌搬送部材と第１現像剤攪拌搬送部材とを取り巻くように設けられ、仕切り板の切り欠き部を通過して回転する請求項５に記載の画像形成装置を提供する。
【００２２】
このような構成とすることにより、領域Ｌでは第２現像剤攪拌搬送部材から第１現像剤攪拌搬送部材への現像剤の搬送を円滑に行い、領域Ｍでは現像スリーブ上で現像領域を通過した現像剤を第２現像剤攪拌搬送部材側へ落下させる。このように、２つの現像剤循環経路を形成することにより、現像スリーブ上のトナー濃度を均一化し、濃度ムラのない均一な画像を形成すると共に、第２現像剤攪拌搬送部材での現像剤詰まりを防止し、均一に帯電させたトナーによる良好な画像形成を行うことが可能となる。また、このような画像形成装置では、現像剤担持体と２つの現像剤攪拌搬送部材とが並列配置されないため、画像形成装置の幅方向の寸法増大を抑制することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態が用いられる複写機を示す概略構成図である。
この複写機は、画像読取装置６０、画像書込装置７０、画像形成装置８０及び給紙装置９０から構成される。
上記画像形成装置８０は、感光体８１、現像装置８９、転写手段８５及び定着手段８７から主として構成される。感光体８１の周りに帯電手段８３、現像剤担持体８４を含む現像装置８９、転写手段８５、図示しないクリーニング装置及び除電ランプ８２が配置されている。また、感光体８１の表面には、レーザ駆動装置７１からレーザビーム７３が照射される。
上記給紙装置９０は画像形成装置８０の下側に設置され、着脱可能な給紙カセット９１内の用紙Ｐは中板で支えられ、図示しないスプリングによってアームを介して給紙ローラ９２に押し付けられる。
なお、この画像形成装置８０の裏側には、図示しない電源やプリント板（エンジンドライバーボード）等の電装及び制御装置、あるいはコントローラボードが収容される。また、現像装置８９の近くには、トナー補給部が設けられている。
【００２４】
このような画像形成装置を用いて画像を形成する場合、まず、帯電手段８３によって感光体８１の表面が均一に帯電された後、レーザビーム７３が照射され、静電潜像が形成される。現像装置８９内には、トナーとキャリアとから成る二成分現像剤が収容され、この現像剤を現像剤担持体８４の表面に担持して感光体８１と対向する現像領域に搬送し、感光体８１上に形成された静電潜像に転移させて可視像を形成する。給紙装置９０内では、図示しない制御部からの指令により給紙ローラ９２が回転し、給紙カセット９１内の最上位置の記録紙Ｐが分離パッドで重送されながら下流側のレジストローラ９６まで搬送され、感光体８１上に形成されたトナー画像と同期するようなタイミングで転写手段８５側に搬送される。転写手段８５によって感光体８１上の画像が転写された記録紙Ｐは、さらに搬送されて定着手段８７の位置に至り、ヒータを内蔵した加熱ローラ８７ａと、加熱ローラ８７ａに圧接対向される加圧ローラ８７ｂとの間を通過し、加熱及び加圧されてトナー像が定着される。
このようにして画像が形成された記録紙Ｐは、その後排紙ローラによって排紙口から排紙トレイ部８８上に排出され載置される。
【００２５】
（第１の実施形態）
上記の画像形成装置に用いられる本発明の現像装置であり、請求項１に記載の現像装置の一実施形態について説明する。図２にこの現像装置の概略構成図を、また、図３には図２に示す現像装置のＳ−Ｓにおける断面図を示す。
この現像装置９は、開口を有するハウジング内に現像剤担持体４及び現像剤攪拌搬送手段が収容され、この開口が感光体１と対向するように設置されている。
現像剤担持体４は、内部に複数の磁石を有し、固定支持されたマグネットローラ４ａと、その周面上に形成され、矢印の方向に回転可能に支持された現像スリーブ４ｂとから成り、感光体１と近接対向するようにハウジングの開口部に配置されている。現像剤担持体４の周面付近の、現像スリーブ４ｂと感光体１とが対向する現像領域の上流側には、現像スリーブ４ｂ上の現像剤を帯電させる現像ドクタ６が現像スリーブ４ｂに近接配置されている。
現像剤攪拌搬送手段は、仕切り板５を隔てて平行に配設されたスクリュー形状の第１現像剤攪拌搬送部材２と第２現像剤攪拌搬送部材３とから成る。第１現像剤攪拌搬送部材２は、長手方向の寸法が現像スリーブ４ｂの長手方向の寸法に一致するように形成され、第２現像剤攪拌搬送部材３は、第１現像剤攪拌搬送部材２よりも長手方向に長く形成されており、いずれも現像スリーブ４ｂの回転方向と同方向に回転可能に支持され、互いに現像剤を軸の逆方向に搬送する。現像剤担持体４は、仕切り板５と対向する位置で現像剤攪拌搬送部材２、３と平行に配設されている。また、第２現像剤攪拌搬送部材３の下流側には、トナー濃度検知センサ７が取り付けられている。
【００２６】
現像装置９内の現像剤は、２つの異なる現像剤循環経路によって搬送される。
第１の現像剤循環経路は、図３に示す矢印Ｃ→Ｄ→Ｅ→Ｆ→Ｃに従う循環経路である。矢印Ｃ及びＥの現像剤の搬送は、それぞれ第２現像剤攪拌搬送部材３及び第１現像剤攪拌搬送部材２の回転により行われる。また、矢印Ｄの現像剤の搬送は、現像スリーブ４ｂの回転で第２現像剤攪拌搬送部材３側から第１現像剤攪拌搬送部材２側へ現像剤を汲み上げることにより行われ、矢印Ｆの搬送は重力落下である。
第２の現像剤循環経路では、現像剤を矢印Ｇのように、第１現像剤攪拌搬送部材２側から、図２に示すように第１現像剤攪拌搬送部材２と第２現像剤攪拌搬送部材３とからほぼ等距離で、仕切り板５をまたぐ位置に配置された現像剤担持体４の現像スリーブ４ｂ上に汲み上げることにより成立する。
【００２７】
現像スリーブ４ｂ上に汲み上げられた現像剤は、現像スリーブ４ｂの回転により、現像ドクタ６の位置を通過するときに現像剤の量が規制されると共にトナーが帯電され、現像領域に搬送される。現像領域では、静電潜像が形成された感光体１と、電気的バイアスが印加された現像スリーブ４ｂとの間の電界によりトナーが感光体１側へ移動し、感光体１の静電潜像を顕像化する。現像領域を通過した現像剤は、仕切り板５の長手方向の寸法に一致した寸法を有し、仕切り板５に取り付けられた現像剤剥離部材８により、第２現像剤攪拌搬送部材３の上方で現像スリーブ４ｂ表面から離れ、第２現像剤攪拌搬送部材３側へ落下する。このように、現像剤を現像スリーブ４ｂから放出する方法として、本実施形態では仕切り板５に現像剤剥離部材８を取り付けることにより行ったが、これ以外の方法、例えば仕切り板と現像スリーブとの間隔を狭くして現像剤を通過させないようにする方法を用いることもできる。
【００２８】
このように、本実施形態の現像装置４は２つの現像剤循環経路を有し、現像領域を通過した現像剤が直接第１現像剤攪拌搬送部材２側に戻らないため、第１現像剤攪拌搬送部材２上流側と下流側とでトナー濃度差がなくなり、濃度差がなく濃度追従性の良い均一な画像を得ることができる。
また、現像領域へ搬送される現像剤は、攪拌されて第１現像剤攪拌搬送部材２側から汲み上げられ、現像ドクタ６を一回だけ通過してきた現像剤であり、現像剤の帯電条件が等しく、現像剤の帯電量のバラツキが小さい。したがって、トナーが均一に帯電されているため、トナー飛散や地肌汚れがなく、画像の細部でのバラツキのない良質な画像を得ることができる。
【００２９】
（第２の実施形態）
請求項２に記載の現像装置の一実施形態について説明する。図４は、この現像装置内部の配置及び現像剤の循環方向を示す上面図であり、図５及び図６は、それぞれ図４中の１４ｌ及び１４ｍにおける各部材の配置及び磁束密度分布を示す断面図である。
現像剤を現像剤攪拌搬送部材１２、１３の軸方向に搬送し、第１現像剤攪拌搬送部材１２側から第２現像剤攪拌搬送部材１３側へ受け渡す領域である１４ｍに対応する領域における固定磁石の磁束密度分布を図５に示す。この領域の現像装置１９内部に固定された磁石１４ａは、第２現像剤攪拌搬送部材１３に面した領域で磁気拘束力が弱いため、この領域で現像スリーブ１４ｂ上に現像剤を保持できなくなる。このため、現像領域を通過してきた現像剤は、仕切り板１５と現像スリーブ１４ｂとの間を通過して第１現像剤攪拌搬送部材１２側へ運ばれることなく第２現像剤攪拌搬送部材１３上に落下し、矢印Ｃの下流側端部へ運ばれる。同時にこの領域では、固定磁石１４ａのＳ２極により第１現像剤攪拌搬送部材１２側から現像剤が汲み上げられ、Ｎ２極、Ｓ１極及びＮ１極により現像領域へ運ばれる。
【００３０】
第２現像剤攪拌搬送部材１３から第１現像剤攪拌搬送部材１２への現像剤受け渡し部である１４ｌの領域における磁束密度分布は、図６に示すとおりである。この領域では、第２現像剤攪拌搬送部材１３側の現像剤がＮ３により汲み上げられ、Ｓ２極と現像スリーブ１４ｂの回転により第１現像剤攪拌搬送部材１２側へ搬送される。搬送された現像剤は、Ｎ２極を経てＳ１極の領域で現像ドクタ１６により現像剤量が規制されると共にトナーが帯電される。この時、余分な現像剤は第１現像剤攪拌搬送部材１２側へ落とされる。仕切り板１５は、第２現像剤攪拌搬送部材の下流側は図４に示すように現像装置の側面まで延長し、第２現像剤攪拌搬送部材１３側から第１現像剤攪拌搬送部材１２側への現像剤受け渡し部では、現像スリーブ１４ｂ上の現像剤の搬送を妨げない程度に、現像スリーブ１４ｂとのギャップが設定される。また、１４ｌの範囲には、図４及び図５に示すように、第１現像剤攪拌搬送部材１２側へ搬送された現像剤の第２現像剤攪拌搬送部材１３側への落下を防止するための現像剤落下防止部材１８が仕切り板１５に具備されている。現像剤落下防止部材１８は、マイラ等の弾性部材によって形成し、現像スリーブ１４ｂのトレーリングに当たるように仕切り板１５に取り付けられている。
【００３１】
この時、矢印Ｇ方向の現像剤搬送量Ｇ’は、現像スリーブ１４ｂの現像ドクタ１６を通過後の現像剤汲み上げ量と回転数、つまり現像条件によって規定される。矢印Ｄ方向の現像剤搬送量Ｄ’は、図４に示す現像スリーブ１４ｂの１４ｌの領域で第２現像剤攪拌搬送部材１３側から第１現像剤攪拌搬送部材１２側へ汲み上げられる現像剤の量であり、この現像剤量は図６に示す固定磁石１４ａの磁力分布と図４に示す１４ｌの長さにより規定される。また、現像剤搬送量Ｆ’は、現像装置内の現像剤量により決定される。
この現像装置において現像剤の循環を円滑に行うためには、現像剤搬送量Ｄ’＝現像剤搬送量Ｇ’＋現像剤搬送量Ｆ’とならなければならない。現像剤搬送量Ｄ’＜現像剤搬送量Ｇ’＋現像剤搬送量Ｆ’となった場合には、第２現像剤攪拌搬送部材１３側で現像剤量が増え続け、第２現像剤攪拌搬送部材１３側で現像剤詰まりが生じてしまう。現像剤詰まりが発生しないようにするためには、現像条件と現像剤量を決定した後、現像剤搬送量Ｄ’＝現像剤搬送量Ｇ’＋現像剤搬送量Ｆ’の関係が成立するように図６の固定磁石１４ａの磁力分布と、１４ｌの長さを設定する。また、現像剤搬送量Ｇ’＋現像剤搬送量Ｆ’を搬送できるように、第２現像剤攪拌搬送部材１３のスクリュー径、スクリューピッチ及びスクリュー回転数を設定する。
また、図５の現像スリーブ１４ｂと仕切り板１５との間にギャップを設け、現像剤搬送量Ｄ’＜現像剤搬送量Ｇ’＋現像剤搬送量Ｆ’となった場合、第２現像剤攪拌搬送部材１３側で増量した現像剤をギャップを通して矢印Ｈのように第１現像剤攪拌搬送部材１２側へオーバーフローさせ、第２現像剤攪拌搬送部材１３側での現像剤詰まりを防止する。
【００３２】
以上のように、この現像装置では、現像剤を第２現像剤攪拌搬送部材側から第１現像剤攪拌搬送部材側へ受け渡す領域での現像剤の移動を促すことによって、第２現像剤攪拌搬送部材−現像剤受け渡し部−第１現像剤攪拌搬送部材−現像剤受け渡し部−第２現像剤攪拌搬送部材のように現像剤を循環させる循環経路と、上記以外の領域で、現像領域を通過した現像スリーブ上の現像剤を第２現像剤攪拌搬送部材上に落下させる経路の２つの現像剤循環経路を形成し、これにより、現像スリーブ上のトナー濃度を均一にすると共に、第２現像剤攪拌搬送部材上での現像剤詰まりを防止し、良好な現像を行うことができる。
【００３３】
（第３の実施形態）
請求項３に記載の現像装置の一実施形態について説明する。図７は、この現像装置内部の配置及び現像剤の循環方向を示す上面図であり、図８は、図７中の２４ｌにおける各部材の配置及び磁束密度分布を示す断面図である。
この現像装置２９の図７に示す領域２４ｍでは、仕切り板２５の先端が、図８のように固定磁石２４ａの反発磁極部（Ｓ２極−Ｓ３極間）より現像スリーブ２４ｂの回転方向下流に位置する。これにより、現像スリーブ２４ｂの反発磁極部で現像スリーブ２４ｂから離れた現像剤は、仕切り板２５によって妨げられることなく、すべて第２現像剤攪拌搬送部材２３側へ落下する。したがって、２４ｍの範囲では、現像領域を通過した現像剤が仕切り板２５と現像スリーブ２４ｂとの間を通過して第１現像剤攪拌搬送部材２２側へ運ばれることはない。また、この範囲では、Ｓ２極で第２現像剤攪拌搬送部材２２側から現像剤を汲み上げ、Ｎ２、Ｓ１及びＮ１極により現像領域へ搬送する。第２現像剤攪拌搬送部材２３側へ落とされた現像剤は、矢印Ｃの下流側端部へ運ばれる。
【００３４】
また、２４ｌの領域では、図８中の斜線部で示したように、仕切り板２５の先端をカットし、この端部にカット部の幅と等しい幅（２４ｌ）を有する現像剤誘導部材２８が当接されている。この現像剤誘導部材２８は、マイラ等の弾性材料から形成され、先端が現像スリーブ２４ｂとの接触点より突き出すように現像スリーブ２４ｂに当接されているため、現像剤誘導部材２８により現像スリーブ２４ｂ上の現像剤が掻き落とされることはない。これにより、２４ｌの領域で現像スリーブ２４ｂから離れた現像剤は、現像剤誘導部材２８上に落ち、第１現像剤攪拌搬送部材２２側へ戻される。
【００３５】
したがって、この現像装置によれば、第２現像剤攪拌搬送部材２３側から第１現像剤攪拌搬送部材２２側へ現像剤を受け渡す領域に誘導部材を配置することにより、第２現像剤攪拌部材２３側から第１現像剤攪拌搬送部材２２側への現像剤の受け渡しを促し、これ以外の領域では、仕切り板２５の先端を固定磁石２４ａの反発磁極部より現像スリーブ２４ｂの回転方向下流に位置させることにより、現像領域を通過した現像剤をすべて第２現像剤攪拌搬送部材２３側へ落下させる。これにより、現像スリーブ上のトナー濃度を均一化し、濃度ムラのない均一な画像を形成すると共に、第２現像剤攪拌搬送部材での現像剤詰まりを防止し、均一に帯電させたトナーによる良好な画像形成を行うことが可能となる。
【００３６】
（第４の実施形態）
請求項４に記載の現像装置の一実施形態について説明する。図９は、この現像装置内部の配置及び現像剤の循環方向を示す上面図であり、図１０は、図９中の３４ｌにおける各部材の配置を示す断面図である。
この現像装置３９は、第２現像剤攪拌搬送部材３３側から第１現像剤攪拌搬送部材３２側へ現像剤を受け渡す領域（領域３４ｌ）の第２現像剤攪拌搬送部材３３及び第１現像剤攪拌搬送部材３２の端部に、第２現像剤攪拌搬送部材３３側の現像剤を第１現像剤攪拌搬送部材３２側へ搬送する現像剤搬送部材４０が設けられている。現像剤搬送部材４０は、複数の突起部４０ａを有するキャタピラ形状から成り、第２現像剤攪拌搬送部材３３の中心軸と第１現像剤攪拌搬送部材３２の中心軸とを取り巻くように取り付けられており、第１現像剤攪拌搬送部材３２又は第２現像剤攪拌搬送部材３３の駆動を受けて回転し、もう一方の現像剤攪拌搬送部材に駆動を伝達する。この現像装置３９の仕切り板３５の現像剤搬送部材４０側の端部は、現像装置３９の内側面まで延長されているが、現像剤搬送部材４０と交叉する部分には図１０に示すような切り欠きを有し、これにより、現像剤搬送部材４０が仕切り板３５の切り欠き部を通過して回転することができるように構成されている。
また、現像剤搬送部材４０は、各突起部４０ａ間に貫通穴４０ｂを備え、現像剤はこの突起部４０ａによって汲み上げられ、第２現像剤攪拌搬送部材３３側から第１現像剤攪拌搬送部材３２側へ搬送される。そして、現像剤は第１現像剤攪拌搬送部材３２の上方付近まで搬送されて、突起部４０ａの間の貫通穴４０ｂから仕切り板３５上へ落下し、第１現像剤攪拌搬送部材３２へ取り込まれる。
【００３７】
この時、矢印Ｇの現像剤搬送量Ｇ’は、現像スリーブ３４ｂの現像ドクタ３６を通過した後の汲み上げ量と回転数、すなわち現像条件によって決定される。また、矢印Ｄの現像剤搬送量Ｄ’は、現像剤搬送部材４０による第２現像剤攪拌搬送部材３３側から第１現像剤攪拌搬送部材３２側への現像剤汲み上げ量であり、この量は、現像剤搬送部材４０を駆動する第１現像剤攪拌搬送部材３２又は第２現像剤攪拌搬送部材３３の回転数と現像剤搬送部材４０の形状により決定される。矢印Ｆの現像剤搬送量Ｆ’は、この現像装置内の現像剤量により規定される。このような現像装置において現像剤循環を円滑にし、良好な現像を行うためには、現像剤搬送量Ｄ’＝現像剤搬送量Ｇ’＋現像剤搬送量Ｆ’の関係が維持されることが望ましいが、現像剤搬送量Ｄ’＜現像剤搬送量Ｇ’＋現像剤搬送量Ｆ’のような変動が生じた場合は、第２現像剤攪拌搬送部材３３側で現像剤量が増加し、第２現像剤攪拌搬送部材３３側で現像剤詰まりが発生する。そこで、このような現像剤詰まりの発生を防止するためには、現像条件を決定した後、現像剤搬送量Ｄ’＝現像剤搬送量Ｇ’＋現像剤搬送量Ｆ’の関係が成立するように、現像剤搬送部材４０の形状と、第２現像剤攪拌搬送部材３３のスクリュー径、スクリューピッチ及びスクリューの回転数を設定する。
さらに、図１０の現像スリーブ３４ｂと仕切り板３５との間にギャップを設け、現像剤搬送量Ｄ’＜現像剤搬送量Ｇ’＋現像剤搬送量Ｆ’となった場合に、第２現像剤攪拌搬送部材３３側に増量した現像剤をギャップを通して第１現像剤攪拌搬送部材３２側へ矢印Ｈのようにオーバーフローさせ、これにより第２現像剤攪拌搬送部材３３側での現像剤詰まりを防止する。
【００３８】
以上のように、この現像装置では、第２現像剤攪拌搬送部材から第１現像剤攪拌搬送部材への現像剤受け渡し部に搬送部材を設けることにより、第２現像剤攪拌搬送部材側から第１現像剤攪拌搬送部材側への現像剤の搬送を円滑に行うことができる。また、現像剤担持体内部の固定磁石の磁束密度分布を上記のように設定することにより、現像領域通過後の現像剤を現像スリーブから第２現像剤攪拌搬送部材上へ落下させる。このように、２つの現像剤循環経路を形成することにより、第１現像剤攪拌搬送部材上のトナー濃度及び現像スリーブ上のトナー濃度を均一化し、濃度ムラのない均一な画像を形成すると共に、第２現像剤攪拌搬送部材上に増量した現像剤を第１現像剤攪拌搬送部材側へオーバーフローさせ、第２現像剤攪拌搬送部材側での現像剤詰まりを防止することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の現像装置では、現像領域を通過した現像剤がすべて第２現像剤攪拌搬送部材側に戻されるため、第１現像剤攪拌搬送部材側の現像剤は、すべて現像に使用されていないリフレッシュ（初期化）状態であり、トナー濃度が低下していない。したがって、第１現像剤攪拌搬送部材側のトナー濃度は、上流側から下流側にかけて常に一定であり、現像スリーブ上のトナー濃度に差がなくなるため、濃度差がなく濃度追従性の良い均一な画像を得ることができる。
また、現像領域へ搬送される現像剤は、充分に攪拌されて第１現像剤攪拌搬送部材側から汲み上げられ、現像ドクタと対向する領域を一回だけ通過してきた現像剤であるため、帯電条件が等しく、帯電量のバラツキが小さくなる。したがって、トナーが均一に帯電されているため、トナー飛散や地肌汚れがなく細部の画像バラツキのない良質な画像を形成することができる。
【００４０】
また、前記現像剤担持体の固定磁石を、第２現像剤攪拌搬送部材側から第１現像剤攪拌搬送部材側へ現像剤を受け渡す領域に対向する領域に、前記第１現像剤攪拌搬送部材へ現像剤を汲み上げる磁気拘束力を有し、その他の領域では、現像剤を保持しないように配置することにより、現像剤を第１現像剤攪拌搬送部材と第２現像剤攪拌搬送部材との間で循環させる経路及び現像領域通過後の現像剤を現像スリーブから第２現像剤攪拌搬送部材側へ直接落下させる経路の２つの経路を成立させ、これにより、第１現像剤攪拌搬送部材上のトナー濃度並びに現像スリーブ上のトナー濃度を均一化し、濃度ムラのない均一な画像を形成することができる。また、第２現像剤攪拌搬送部材上に増量した現像剤を第１現像剤攪拌搬送部材側へオーバーフローさせ、第２現像剤攪拌搬送部材側での現像剤詰まりを防止することができる。
【００４１】
さらに、第２現像剤攪拌搬送部材から第１現像剤攪拌搬送部材への現像剤受け渡し部に現像剤誘導部材を設けることにより、第２現像剤攪拌搬送部材側から第１現像剤攪拌搬送部材側への現像剤の搬送を確実に行う。また、現像剤担持体内部の固定磁石の磁束密度分布を上記のように設定することにより、現像領域通過後の現像剤を現像スリーブから第２攪拌搬送部材上へ落下させる。これにより、２つの現像剤循環経路が形成され、第１現像剤攪拌搬送部材上のトナー濃度及び現像スリーブ上のトナー濃度を均一化し、濃度ムラのない均一な画像を形成すると共に、第２現像剤攪拌搬送部材上に増量した現像剤を第１現像剤攪拌搬送部材側へオーバーフローさせ、第２現像剤攪拌搬送部材側での現像剤詰まりを防止することができる。
【００４２】
さらに、第２現像剤攪拌搬送部材から第１現像剤攪拌搬送部材への現像剤受け渡し部に搬送部材を設けることにより、第２現像剤攪拌搬送部材側から第１現像剤攪拌搬送部材側への現像剤の搬送を円滑に行うことができる。また、これ以外の領域では、現像剤担持体内部の固定磁石の磁束密度分布を上記のように設定することにより、現像領域通過後の現像剤を現像スリーブから第２現像剤攪拌搬送部材上へ落下させる。このように、２つの現像剤循環経路を形成することにより、第１現像剤攪拌搬送部材上のトナー濃度及び現像スリーブ上のトナー濃度を均一化し、濃度ムラのない均一な画像を形成すると共に、第２現像剤攪拌搬送部材上に増量した現像剤を第１現像剤攪拌搬送部材側へオーバーフローさせ、第２現像剤攪拌搬送部材側での現像剤詰まりを防止することができる。
【００４３】
また、上記のような現像装置を有する画像形成装置を用いることにより、トナー飛散や地肌汚れがなく、細部のバラツキのない画像を均一な濃度で安定して得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態が用いられる複写機を示す概略構成図である。
【図２】請求項１に記載の現像装置を示す概略構成図である。
【図３】図２に示す現像装置のＳ−Ｓにおける断面図である。
【図４】請求項２に記載の現像装置の一実施形態を示す上面図である。
【図５】図４中の１４ｌにおける各部材の配置及び磁束密度分布を示す断面図である。
【図６】図４中の１４ｍにおける各部材の配置及び磁束密度分布を示す断面図である。
【図７】請求項３に記載の現像装置の一実施形態を示す上面図である。
【図８】図７中の２４ｌにおける各部材の配置及び磁束密度分布を示す断面図である。
【図９】請求項４に記載の現像装置の一実施形態を示す上面図である。
【図１０】図９中の３４ｌにおける各部材の配置を示す断面図である。
【図１１】従来の現像装置を示す概略構成図である。
【図１２】図１１に示す現像装置の上面図である。
【符号の説明】
１、１１、２１、３１、８１ 感光体
２、１２、２２、３２、５２ 第１現像剤攪拌搬送部材
３、１３、２３、３３、５３ 第２現像剤攪拌搬送部材
４、１４、２４、３４、５４、８４ 現像剤担持体
４ａ、１４ａ、２４ａ、３４ａ、５４ａ 固定磁石
４ｂ、１４ｂ、２４ｂ、３４ｂ、５４ｂ 現像スリーブ
５、１５、２５、３５、５５ 仕切り板
６、１６、２６、３６、５６、８６ 現像ドクタ
７、１７、２７、３７、５７ トナー濃度検知センサ
８ 現像剤剥離部材
９、１９、２９、３９、５９、８９ 現像装置
１８ 現像剤落下防止部材
２８ 現像剤誘導部材
６０ 画像読み取り装置
６１ 排風装置
７０ 画像書込装置
７１ レーザ駆動装置
７２ 反射鏡
７３ レーザビーム
８０ 画像形成装置
８２ 除電ランプ
８３ 帯電手段
８５ 転写手段
８７ 定着手段
８７ａ 加熱ローラ
８７ｂ 加圧ローラ
８８ 排紙トレイ部
９０ 給紙装置
９１ 給紙カセット
９２ 給紙ローラ
９３ 反転用カセット
９４ 反転用給紙ローラ
９５ 紙搬送ローラ
９６ レジストローラ
Ａ トナー補給経路
Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ 現像剤循環経路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is used in copying machines, printers, facsimiles, and the like, and has a developing device that develops an electrostatic latent image with a two-component developer composed of toner and a carrier, and has such a developing device for image formation. The present invention relates to an image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
In general, in a developing method using a two-component developer composed of a toner and a carrier, the toner particles and the carrier particles are charged to opposite polarities by mechanically stirring the toner particles and the carrier particles composed of a magnetic material. . These particles are united by electrostatic adhesion, but when approaching the electrostatic latent image on the photoreceptor, the toner particles are statically absorbed by electrostatic force stronger than the electrostatic force attracted by the toner particles and carrier particles. The latent image is visualized by being pulled toward the electric latent image side.
At this time, the toner density greatly affects the image to be formed. When the toner density is low, the image density is lowered. On the other hand, when the toner density is high, the background density is likely to be generated at the same time as the image density is high. Further, when developing is performed, only the toner is transferred to the photosensitive member and consumed, and the carrier remains in the developing device. Therefore, the consumed toner is replenished and the toner density in the developing device is kept constant. There is a need.
[0003]
In the development described above, the toner charged in the latent image forming portion on the photosensitive member is selectively selected by the electric field between the photosensitive member on which the electrostatic latent image is formed and the developing sleeve to which an electrical bias is applied. Therefore, the toner charge amount greatly affects the image formation. When the charge amount of the toner is low, the electrostatic adhesion force with the carrier is small, so that the toner is likely to float in the developer, and the binding force received from the electrostatic latent image and the development bias is also small. The rate of occurrence increases. On the other hand, if the charge amount of the toner is too high, the electrostatic adhesion force between the toner and the carrier is strengthened, and the amount of toner attached to the electrostatic latent image is reduced, so that the image density is lowered.
Therefore, in order to form a high-quality image in the image forming apparatus using the two-component developer as described above, it is necessary to uniformly charge the toner and transport the developer having a uniform toner density to the development area. .
[0004]
Here, a toner charging method and a toner density adjusting method using a conventional developing device will be described.
11 and 12 show a conventional developing device. In this developing
The
[0005]
The developer containing the toner that has not been consumed after passing through the fabrication region falls off the developing
A toner
[0006]
As a method for stabilizing the image density, the developer conveying force at the starting end of the developer agitating / conveying means is made larger than the developer conveying force at the other part, and the developer is conveyed between the two developer agitating / conveying means. Japanese Patent Laid-Open No. 3-282488 discloses a technique for obtaining an image with little density fluctuation by improving the delivery efficiency.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described conventional technology has the following problems.
In the conventional developing device, the toner is consumed while the developer is conveyed from the upstream side to the downstream side of the first developer agitating / conveying
Further, the developer is charged mainly when it is carried on the developing
[0008]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to make the toner charge amount uniform and maintain the toner density on the developing sleeve constant, thereby achieving density unevenness. It is an object of the present invention to provide a developing device and an image forming apparatus that are capable of forming an image having no image.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the invention described in
[0010]
In such a developing device, all the developer that has passed through the developing region is returned to the second developer agitating and conveying member side, so that all the developer on the first developer agitating and conveying member side is not used for development (refresh ( (Initialization) state, and the toner density is not lowered. Therefore, the toner density on the first developer agitating / conveying member side is always constant from the upstream side to the downstream side, and there is no difference in the toner density on the developing sleeve. Can be obtained.
Further, the developer conveyed to the development area is a developer that is sufficiently agitated and pumped up from the first developer agitating / conveying member side, and has passed through the area facing the development doctor only once. Are equal, and the variation in charge amount is reduced. Therefore, since the toner is uniformly charged, it is possible to form a high-quality image free from toner scattering and background stains and free from variations in image details.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, the region where the developer is transferred from the second developer agitating and conveying member to the first developer agitating and conveying member is a region L, and the developer is supplied in the axial direction of the developer agitating and conveying member. When an area where the developer is transferred and the developer is transferred from the first developer agitating and conveying member to the second developer agitating and conveying member is defined as area M, the magnet supplies the developer to the area facing the area L in the second area. A magnetic binding force is transferred to the first developer agitating / conveying member after being pumped from the developer agitating / conveying member to the developing sleeve, and the developer is not held in the region facing the region M. A developing device according to
[0012]
As described above, by setting so as to obtain the magnetic flux density distribution in the region L and the region M, the developer circulation path of the first developer agitating and conveying member-region L-second developer agitating and conveying member-region M And a developer circulation path of the developing sleeve-second developer agitating and conveying member. In this way, by forming the two developer circulation paths, the developer that has passed through the development region does not directly return to the first developer stirring and conveying member side, and therefore, the toner on the first developer stirring and conveying member. The density and the toner density on the developing sleeve are uniform, and a uniform image without density unevenness can be formed. Further, the developer increased on the second developer agitating / conveying member can overflow to the first developer agitating / conveying member side to prevent clogging of the developer on the second developer agitating / conveying member side.
[0013]
The invention according to claim 3The tip of the partition plate is cut in the range of the region L,The developer separated from the developing sleeve is guided to the first developer stirring and conveying member.Therefore, a developer guide member having a width equal to the width of the cut portion is provided at an end portion of the partition plate formed by the cut,TheDeveloperThe leading end of the guide member protrudes from the contact point with the developing sleeveDeveloper guide memberAbuts development sleeveShiIt is characterized byContractA developing device according to
[0014]
As described above, by providing the developer guiding member in the region L, the developer can be reliably conveyed from the second developer agitating / conveying member side to the first developer agitating / conveying member side in the region L. . In the region M, the magnetic flux density distribution of the fixed magnet inside the developer carrying member is set as described above, so that the developer after passing through the developing region is dropped from the developing sleeve onto the second stirring and conveying member. As a result, two developer circulation paths are formed, the toner density on the first developer agitating and conveying member and the toner density on the developing sleeve are made uniform, and a uniform image without density unevenness is formed. The developer increased on the developer agitating / conveying member can overflow to the first developer agitating / conveying member side to prevent clogging of the developer on the second developer agitating / conveying member side.
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, a developer conveying member is provided in a region where the developer is transferred from the second developer agitating and conveying member to the first developer agitating and conveying member.e,
The developer conveying member has a plurality of protrusions,
It is provided so as to surround the second developer agitating and conveying member and the first developer agitating and conveying member, and rotates through the notch portion of the partition plate.A developing device according to
[0016]
In this way, by providing the transport member in the developer delivery portion from the second developer stirring and transporting member to the first developer stirring and transporting member, the first developer from the second developer stirring and transporting member side in the region L is provided. The developer can be smoothly conveyed to the stirring and conveying member side. Further, in the region M, the magnetic flux density distribution of the fixed magnet inside the developer carrying member is set as described above, so that the developer after passing through the developing region is dropped from the developing sleeve onto the second developer agitating and conveying member. . In this way, by forming two developer circulation paths, the toner density on the first developer stirring and conveying member and the toner density on the developing sleeve are made uniform, and a uniform image without density unevenness is formed. The increased amount of developer on the second developer agitating / conveying member can be overflowed to the first developer agitating / conveying member side to prevent clogging of the developer on the second developer agitating / conveying member side.
[0017]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a photosensitive member that forms an electrostatic latent image on a surface thereof, a charging unit that uniformly charges the surface of the photosensitive member, an exposure unit that exposes the surface of the photosensitive member, and a toner The electrostatic latent image is developed by a two-component developer comprising a carrier and a carrier to form a toner image, a transfer device for transferring the toner image onto a recording medium, and the toner image transferred onto the recording medium In the image forming apparatus having a fixing device for fixing a toner image, the developing device is a first developer stirring and conveying member that stirs and conveys a two-component developer composed of toner and a carrier in opposite directions with a partition plate interposed therebetween. And a second developer agitating and conveying member, a developer agitating and conveying means, a magnet arranged in parallel with the developer agitating and conveying means, and a magnet fixed inside, and a development rotatably supported on the peripheral surface And the two components on the surface A developer carrying member for carrying an image agent, wherein the developer stirring and conveying means includes an intermediate portion between the first developer stirring and conveying member and the second developer stirring and conveying member; The first developer agitating / conveying member is opposed to the second developer agitating / conveying member and is rotatably supported so as to be positioned downstream of the rotation of the developing sleeve.in frontPumps developer from first developer agitating and conveying memberMagnetic binding force andMagnetic restraint force that causes the developer that has passed through the developing area facing the image carrier to drop onto the second developer agitating and conveying memberThe magnetic flux density changes along the axial direction of the developing sleeve so as to generateAn image forming apparatus is provided.
[0018]
According to such an image forming apparatus, since the toner density on the developing sleeve is made uniform, uniform image formation becomes possible. In addition, since the toner charge amount is uniform, toner scattering and background contamination can be prevented, and high-quality image formation without density unevenness can be performed. Further, since the developer carrying member and the two developer agitating / conveying members are not arranged in parallel, an increase in the dimension in the width direction of the image forming apparatus can be suppressed.
[0019]
The image forming apparatus according to claim 6, wherein an area where the developer is transferred from the second developer agitating / conveying member to the first developer agitating / conveying member is developed in a region L and the axial direction of the developer agitating / conveying member. When the region where the developer is conveyed and the developer is transferred from the first developer agitating / conveying member to the second developer agitating / conveying member is defined as region M, the magnet is disposed in the region facing the region L. A magnetic constraining force that is pumped from the second developer agitating / conveying member and transferred to the first developer agitating / conveying member, and is disposed so as not to hold the developer in a region facing the region M. An image forming apparatus according to
[0020]
Since such an image forming apparatus has two developer circulation systems, the toner density on the first developer agitating and conveying member is made uniform and the toner density on the developing sleeve is made uniform. A uniform image without unevenness can be formed. Further, by causing the developer on the second developer agitating and conveying member to overflow to the first developer agitating and conveying member side, the developer clogging due to the increased amount of developer on the second developer agitating and conveying member is prevented, and development is performed. Good image formation can be performed while maintaining a uniform charge amount of the agent. Further, since the developer carrying member and the two developer agitating / conveying members are not arranged in parallel, an increase in the dimension in the width direction of the image forming apparatus can be suppressed.
[0021]
The invention described in claim 7The tip of the partition plate is cut in the range of the region L,The developer separated from the developing sleeve is guided to the first developer stirring and conveying member.Therefore, a developer guide member having a width equal to the width of the cut portion is provided at an end portion of the partition plate formed by the cut,TheDeveloperThe leading end of the guide member protrudes from the contact point with the developing sleeveDeveloper guide memberAbuts development sleeveShiingContractAn image forming apparatus according to claim 6 is provided. The invention according to
[0022]
By adopting such a configuration, in the region L, the developer is smoothly conveyed from the second developer agitating / conveying member to the first developer agitating / conveying member, and in the region M, the developing region is passed over the developing sleeve. The developer is dropped to the second developer stirring and conveying member side. In this way, by forming two developer circulation paths, the toner density on the developing sleeve is made uniform, a uniform image without density unevenness is formed, and the developer clogging at the second developer stirring and conveying member is formed. Therefore, it is possible to form a good image with the uniformly charged toner. In such an image forming apparatus, since the developer carrying member and the two developer agitating / conveying members are not arranged in parallel, an increase in the dimension in the width direction of the image forming apparatus can be suppressed.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a copying machine in which an embodiment of an image forming apparatus of the present invention is used.
The copying machine includes an
The
The
In addition, on the back side of the
[0024]
In the case of forming an image using such an image forming apparatus, first, the surface of the photoconductor 81 is uniformly charged by the charging
The recording paper P on which the image is formed in this way is then discharged from the paper discharge port onto the paper discharge tray 88 by the paper discharge roller.
[0025]
(First embodiment)
An embodiment of the developing device according to
In the developing device 9, the developer carrying member 4 and the developer agitating / conveying means are accommodated in a housing having an opening, and the opening is disposed so as to face the
The developer carrier 4 includes a magnet roller 4a that has a plurality of magnets therein and is fixedly supported, and a developing sleeve 4b that is formed on the peripheral surface thereof and is rotatably supported in the direction of the arrow. It is disposed in the opening of the housing so as to face the
The developer stirring / conveying means includes a screw-shaped first developer stirring / conveying
[0026]
The developer in the developing device 9 is conveyed by two different developer circulation paths.
The first developer circulation path is a circulation path according to arrows C → D → E → F → C shown in FIG. The conveyance of the developer indicated by arrows C and E is performed by the rotation of the second developer agitating and conveying
In the second developer circulation path, as shown by an arrow G, the developer is fed from the first developer agitating / conveying
[0027]
When the developer pumped up on the developing sleeve 4b passes through the position of the developing doctor 6 by the rotation of the developing sleeve 4b, the amount of the developer is regulated and the toner is charged and conveyed to the developing region. In the developing region, the toner moves to the
[0028]
Thus, the developing device 4 of the present embodiment has two developer circulation paths, and the developer that has passed through the developing region does not return directly to the first developer agitating / conveying
Further, the developer conveyed to the development area is a developer that is agitated and pumped up from the first developer agitating / conveying
[0029]
(Second Embodiment)
An embodiment of the developing device according to
The developer is transported in the axial direction of the developer agitating / conveying
[0030]
The magnetic flux density distribution in the region 14l that is the developer delivery portion from the second developer agitating / conveying
[0031]
At this time, the developer transport amount G ′ in the direction of the arrow G is defined by the developer pumping amount and the rotation speed after passing through the developing
In order to smoothly circulate the developer in this developing device, the developer transport amount D ′ = developer transport amount G ′ + developer transport amount F ′ must be satisfied. When the developer transport amount D ′ <developer transport amount G ′ + developer transport amount F ′, the developer amount continues to increase on the second developer stirring
Further, when a gap is provided between the developing
[0032]
As described above, in this developing device, the second developer agitation is promoted by urging the developer to move in the region where the developer is transferred from the second developer agitation / conveyance member side to the first developer agitation / conveyance member side. Conveying member-developer delivery part-first developer agitating / conveying member-developer delivering part-second developer agitating / conveying member and a circulation path for circulating the developer, and a region other than the above pass through the developing area Forming two developer circulation paths for dropping the developer on the developed sleeve onto the second developer agitating / conveying member, thereby making the toner density on the developer sleeve uniform and the second developer It is possible to prevent the developer from clogging on the agitating / conveying member and perform good development.
[0033]
(Third embodiment)
An embodiment of the developing device according to
In the
[0034]
Further, in the region 24l, as shown by the hatched portion in FIG. 8, the tip of the
[0035]
Therefore, according to this developing device, the second developer agitating member is arranged by arranging the guide member in the region where the developer is transferred from the second developer agitating and conveying
[0036]
(Fourth embodiment)
An embodiment of the developing device according to claim 4 will be described. FIG. 9 is a top view showing the arrangement inside the developing device and the developer circulation direction, and FIG. 10 is a cross-sectional view showing the arrangement of each member at 34l in FIG.
The developing
The
[0037]
At this time, the developer conveyance amount G ′ indicated by the arrow G is determined by the pumping amount and the rotation speed after passing through the developing
Furthermore, when a gap is provided between the developing
[0038]
As described above, in this developing device, the first developer agitating and conveying member side is provided with the conveying member in the developer delivery portion from the second developer agitating and conveying member to the first developer agitating and conveying member. The developer can be smoothly conveyed to the developer stirring and conveying member side. Further, by setting the magnetic flux density distribution of the fixed magnet inside the developer carrying member as described above, the developer after passing through the developing region is dropped from the developing sleeve onto the second developer stirring and conveying member. In this way, by forming two developer circulation paths, the toner density on the first developer stirring and conveying member and the toner density on the developing sleeve are made uniform, and a uniform image without density unevenness is formed. The increased amount of developer on the second developer agitating / conveying member can be overflowed to the first developer agitating / conveying member side to prevent clogging of the developer on the second developer agitating / conveying member side.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, in the developing device of the present invention, all the developer that has passed through the developing region is returned to the second developer agitating / conveying member side, so that all the developer on the first developer agitating / conveying member side is developed. In this state, the toner density is not lowered. Therefore, the toner density on the first developer agitating / conveying member side is always constant from the upstream side to the downstream side, and there is no difference in the toner density on the developing sleeve. Can be obtained.
Further, the developer conveyed to the development area is a developer that is sufficiently agitated and pumped up from the first developer agitating / conveying member side, and has passed through the area facing the development doctor only once. Are equal, and the variation in charge amount is reduced. Therefore, since the toner is uniformly charged, it is possible to form a high-quality image free from toner scattering and background contamination and free from variations in detailed images.
[0040]
Further, the first developer agitating / conveying member is disposed in a region facing a region where the developer is transferred from the second developer agitating / conveying member side to the first developer agitating / conveying member side. It has a magnetic restraining force to pump up the developer to the other area, and in other areas, it is arranged so as not to hold the developer, so that the developer is placed between the first developer agitating and conveying member and the second developer agitating and conveying member. And a path for directly dropping the developer after passing through the developing area from the developing sleeve to the second developer agitating / conveying member, thereby establishing toner on the first developer agitating / conveying member. The density and the toner density on the developing sleeve can be made uniform, and a uniform image without density unevenness can be formed. Further, the developer increased on the second developer agitating / conveying member can overflow to the first developer agitating / conveying member side to prevent clogging of the developer on the second developer agitating / conveying member side.
[0041]
Further, by providing a developer guiding member in the developer delivery portion from the second developer agitating and conveying member to the first developer agitating and conveying member, the second developer agitating and conveying member side from the second developer agitating and conveying member side Surely transport the developer to Further, by setting the magnetic flux density distribution of the fixed magnet inside the developer carrying member as described above, the developer after passing through the developing region is dropped from the developing sleeve onto the second agitating and conveying member. As a result, two developer circulation paths are formed, the toner density on the first developer agitating and conveying member and the toner density on the developing sleeve are made uniform, and a uniform image without density unevenness is formed. The developer increased on the developer agitating / conveying member can overflow to the first developer agitating / conveying member side to prevent clogging of the developer on the second developer agitating / conveying member side.
[0042]
Further, by providing a transport member in the developer delivery portion from the second developer stirring and transporting member to the first developer stirring and transporting member, the second developer stirring and transporting member side to the first developer stirring and transporting member side The developer can be smoothly conveyed. In the other areas, the magnetic flux density distribution of the fixed magnet inside the developer carrier is set as described above, whereby the developer after passing through the development area is transferred from the developing sleeve to the second developer agitating and conveying member. Drop it. In this way, by forming two developer circulation paths, the toner density on the first developer stirring and conveying member and the toner density on the developing sleeve are made uniform, and a uniform image without density unevenness is formed. The increased amount of developer on the second developer agitating / conveying member can be overflowed to the first developer agitating / conveying member side to prevent clogging of the developer on the second developer agitating / conveying member side.
[0043]
Further, by using the image forming apparatus having the developing device as described above, it is possible to stably obtain an image free from toner scattering and background contamination and free from variation in detail at a uniform density.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a copying machine in which an embodiment of an image forming apparatus of the present invention is used.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a developing device according to
3 is a cross-sectional view taken along line S-S of the developing device illustrated in FIG.
FIG. 4 is a top view showing an embodiment of a developing device according to
5 is a cross-sectional view showing the arrangement of each member and the magnetic flux density distribution at 14l in FIG. 4;
6 is a cross-sectional view showing the arrangement of each member and the magnetic flux density distribution at 14 m in FIG. 4. FIG.
7 is a top view showing an embodiment of the developing device according to
8 is a cross-sectional view showing the arrangement of each member and the magnetic flux density distribution at 24l in FIG.
FIG. 9 is a top view showing an embodiment of the developing device according to claim 4;
10 is a cross-sectional view showing the arrangement of each member at 34l in FIG. 9;
FIG. 11 is a schematic configuration diagram illustrating a conventional developing device.
12 is a top view of the developing device shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1, 11, 21, 31, 81 Photoconductor
2, 12, 22, 32, 52 First developer stirring and conveying member
3, 13, 23, 33, 53 Second developer stirring and conveying member
4, 14, 24, 34, 54, 84 Developer carrier
4a, 14a, 24a, 34a, 54a Fixed magnet
4b, 14b, 24b, 34b, 54b Development sleeve
5, 15, 25, 35, 55 Partition plate
6, 16, 26, 36, 56, 86 Developing doctor
7, 17, 27, 37, 57 Toner density detection sensor
8 Developer peeling member
9, 19, 29, 39, 59, 89 Developing device
18 Developer fall prevention member
28 Developer guide member
60 Image reading device
61 Air exhaust device
70 Image writing device
71 Laser drive device
72 Reflector
73 Laser beam
80 Image forming apparatus
82 Static elimination lamp
83 Charging means
85 Transfer means
87 Fixing means
87a Heating roller
87b Pressure roller
88 Output tray
90 Paper feeder
91 Paper cassette
92 Paper feed roller
93 Reversing cassette
94 Reversing paper feed roller
95 Paper transport roller
96 Registration Roller
A Toner supply route
C, D, E, F, G, H Developer circulation path
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