JP4611145B2 - 現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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Description
図18(a)乃至(d)は上記特許文献1に記載の現像装置を示す説明図である。なお、図中各種矢印は、現像剤の移動方向を示しており、その矢印が太いほど現像剤移動量が多いことを示している。
この現像装置304は、図18(a)に示すように、主に、現像剤担持体としての現像ローラ5と、回収搬送部材としての回収スクリュー6と、撹拌搬送部材としての第1撹拌スクリュー11A及び第2撹拌スクリュー11Bと、供給搬送部材としての供給スクリュー8と、現像剤規制部材としての現像ドクタ16とから構成されている。この現像装置304には、現像ローラ5の斜め下方に隣接するように、回収スクリュー6を内蔵する回収搬送路7が設けられている。また、この回収搬送路7と同じ水平面上に隣接するように、第1撹拌スクリュー11Aを内蔵する第1撹拌搬送路10Aが設けられている。さらに、この第1撹拌搬送路10Aの上方には、第2撹拌スクリュー11Bを内蔵する第2撹拌搬送路10Bが設けられている。また、この第2撹拌搬送路10Bと同じ水平面上に隣接するように、かつ、回収搬送路7の上方に位置するように、供給スクリュー8を内蔵する供給搬送路9が設けられている。この供給搬送路9は、現像ローラ5の斜め上方に隣接する。
まず、供給スクリュー8により供給搬送路9内の現像剤が現像ローラ5に供給されると、その供給現像剤は現像ローラ5の回転に伴って、現像ドクタ16により規制され、その後図示しない潜像担持体と対向する現像領域へ搬送される。そして、この現像領域において、供給現像剤中のトナーが潜像担持体上の潜像に付着し、現像が行われる。このように現像領域でトナーを消費した供給現像剤は、その後、現像ローラ5上から除去され、回収搬送路7で回収される。この回収現像剤は、図18(c)に示すように、回収スクリュー6により搬送される。そして、回収搬送路7内の現像剤搬送方向下流端まで搬送された回収現像剤は、第1撹拌搬送路10Aへ移動する。その後、第1撹拌搬送路10Aへ移動した回収現像剤は、第1撹拌スクリュー11Aにより撹拌されながら、第1撹拌搬送路10A内の現像剤搬送方向下流端まで搬送される。第1撹拌搬送路10Aの下流端では現像剤が滞留して上方に盛り上がり、これにより第1撹拌搬送路10A内の現像剤がこの第1撹拌搬送路10の上方に隣接する第2撹拌搬送路10Bへ移動する。第2撹拌搬送路10Bへ移動した現像剤は、図18(d)に示すように、第2撹拌スクリュー11Bにより撹拌されながら、第2撹拌搬送路10B内の現像剤搬送方向下流端まで搬送される。その後、この現像剤は供給搬送路9内へ移動する。以上のように、この現像装置304では、現像剤を一方向に循環搬送する。
また、供給搬送路9には、図18(a)に示すように、供給搬送路9内の現像剤を現像装置外に排出する現像剤排出口381が設けられている。この現像剤排出口381は、補給口361A,361Bからの未使用現像剤の補給に伴って供給搬送路9内の現像剤量が所定量を超過したときに、その超過分の現像剤を現像装置外に排出するためのものである。これにより、現像装置内の現像剤量は常に一定に保たれる。
上記特許文献1に記載の現像装置304においては、未使用キャリアHCを定期的に現像装置内に供給するとともに、繰り返しの画像形成に使用されて劣化したキャリアを現像装置外に排出するため、キャリア劣化に伴うトナーの帯電量低下を抑制し、常時安定したキャリアによるトナーへの摩擦帯電を実現できる。
また、請求項2の発明は、請求項1の現像装置において、上記現像剤排出口を、上記回収搬送路の現像剤搬送方向下流側端部近傍に設けた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、上記現像剤補給口を、上記回収搬送路中の上記現像剤排出口よりも現像剤搬送方向下流側又は上記撹拌搬送路中に設けた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1又は2の現像装置において、上記現像剤補給口を、上記回収搬送路及び上記供給搬送路から上記撹拌搬送路への現像剤の受け渡しが行われる箇所に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項1、2、3又は4の現像装置において、上記現像剤排出手段は、現像装置内に存在する現像剤の量が規定量を超えたときにその越えた分の現像剤を排出するものであることを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項1、2、3、4又は5の現像装置において、上記現像剤補給手段は、上記現像剤補給口へ上記未使用現像剤を移送するための一軸偏心スクリューポンプを有し、該一軸偏心スクリューポンプに未使用現像剤を送り込むための現像剤補給路内を負圧化して該一軸偏心スクリューポンプ内の該未使用現像剤を該現像剤補給口から送り出す構成を備えていることを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項1、2、3、4、5又は6の現像装置において、上記回収搬送路を上記現像剤担持体の下方に設けるとともに、上記3つの搬送路をほぼ同じ高さに配置したことを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項7の現像装置において、上記供給搬送部材の最上位置が上記現像剤担持体の回転中心軸よりも下方に位置するように、かつ、該供給搬送部材の最上位置と該回転中心軸とを通る仮想平面と該回転中心軸を通る水平面とのなす角が10[°]以上40[°]以下の範囲内となるように、該供給搬送部材を配置したことを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項1、2、3、4、5又は6の現像装置において、上記回収搬送路を、上記撹拌搬送路の上方に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、潜像担持体と、該潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像にトナーを付着させてこれを現像する現像手段とを有し、該潜像担持体表面に形成されたトナー像を最終的に記録材上に転写して画像形成を行う画像形成装置において、上記現像手段として、請求項1、2、3、4、5、6、7、8又は9の現像装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項11の発明は、請求項10の画像形成装置において、トナー及び磁性キャリアが予め混合された状態の未使用現像剤を内部に収容する現像剤収容器を有し、上記現像装置の上記現像剤補給手段は、該現像剤収容器内の未使用現像剤を上記現像剤補給口から上記少なくとも1つの搬送路に補給することを特徴とするものである。
また、請求項12の発明は、請求項10又は11の画像形成装置において、上記現像装置内に存在する現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、該トナー濃度検知手段の検知結果に応じて、上記現像装置の上記現像剤補給手段による未使用現像剤の補給量を制御する補給量制御手段とを有することを特徴とするものである。
また、請求項13の発明は、請求項10、11又は12の画像形成装置において、上記潜像担持体及び上記現像装置をそれぞれ複数有し、各潜像担持体上にそれぞれ形成された各トナー像が互いに重なり合った画像を最終的に記録材上に形成する構成を備えていることを特徴とするものである。
また、請求項14の発明は、請求項10、11、12又は13の画像形成装置において、上記潜像担持体及び上記現像装置を備え、かつ、該潜像担持体上のトナー像を記録材上に転写させるための作像部を2つ有し、一方の作像部による上記記録材の一方の面へのトナー像の転写、及び、他方の作像部による該記録材の他方の面へのトナー像の転写を、同時又は順次に行い、該記録材の両面に各トナー像が転写された後に該各トナー像を該記録材に定着させる定着手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項15の発明は、請求項10、11、12、13又は14の画像形成装置において、上記磁性キャリアとして、その体積平均粒径が20[μm]以上60[μm]以下の範囲内であるものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項16の発明は、請求項10、11、12、13、14又は15の画像形成装置において、上記トナーとして、その体積平均粒径が3[μm]以上8[μm]以下の範囲内であり、かつ、個数平均粒径に対する体積平均粒径の比率が1.00以上1.40以下の範囲であるものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項17の発明は、請求項10、11、12、13、14、15又は16の画像形成装置において、上記トナーとして、形状係数SF−1が100以上180以下の範囲内であり、かつ、形状係数SF−2が100以上180以下の範囲内であるものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項18の発明は、請求項10、11、12、13、14、15、16又は17の画像形成装置において、上記トナーとして、平均1次粒径が50[nm]以上500[nm]以下の範囲内であって嵩密度が0.3[g/cm3]以上である外部添加剤がトナー母体粒子表面に添加されたものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項19の発明は、少なくとも潜像担持体と該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とが一体的に支持され、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたプロセスカートリッジにおいて、上記現像手段として、請求項1、2、3、4、5、6、7、8又は9の現像装置を用いることを特徴とするものである。
そして、本発明では、現像剤排出口が回収搬送路中に設けられているため、この現像剤排出口から排出される使用済み現像剤は回収搬送路内の現像剤である。回収搬送路内の現像剤は、現像によりトナーを消費した現像後の現像剤であり、そのトナー濃度が低いものである。よって、本発明によれば、現像剤排出口から排出される使用済み現像剤中のトナーの量を、上記特許文献1に記載の現像装置に比べて少なく抑えることができる。
図2は、本実施形態に係る複写機を示す概略構成図である。
この複写機は、プリンタ部100、操作・表示ユニット90、給紙装置40、自動画像読取装置200、紙補給装置300等を有している。
一方、第2中間転写ベルト31は、水平方向よりも鉛直方向にスペースをとる縦長の姿勢であってその第2受像面を図中左上から右下にかけて傾斜させる姿勢となるように、複数のローラに張架されている。第2プロセスユニット81Y,81M,81C,81Kは、このように傾斜している第2受像面に接するように、第2中間転写ベルト31の図中左側方にて、図中左上から右下にかけての斜めの配列になるように配設されている。
各第1プロセスユニット80Y,80M,80C,80Kは、それぞれ扱うトナーの色が互いに異なる点を除いてほぼ同様の構成になっている。よって、図3では符号に付す色分け添字を省略している。
図3において、感光体1は、プリンタ部100の動作時に、図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動される。この感光体1の周囲には、帯電手段であるスコロトロンチャージャ3、現像手段としての現像装置4、感光体クリーニング装置2、光除電装置Q、電位センサS1、画像センサS2等が配設されている。また、感光体1は、潜像形成手段である不図示の露光装置より照射されたレーザ光Lによりその表面に静電潜像を形成される。本実施形態の感光体1としては、例えば直径30〜120[mm]程度のアルミニウム円筒表面に光導電性物質である有機感光層(OPC)を被覆したドラム状のものを用いている。なお、感光体1としては、アモルファスシリコン(a−Si)層を被覆したものであってもよい。また、ドラム状ではなく、ベルト状のものであってもよい。
スコロトロンチャージャ3は、回転駆動される感光体1の表面を例えばマイナス極性に一様帯電させるものである。一様帯電を行う帯電手段としては、スコロトロンチャージャの代わりに、帯電ローラを用いてもよい。また、帯電バイアスが印加される帯電バイアス部材を感光体1の表面に接触させる方式のものでもよい。
不図示の露光装置は、色ごとの画像データに対応した光を、スコロトロンチャージャ3で一様に帯電済みの各感光体1の表面に走査し、静電潜像を形成するものである。露光装置としては、発光素子としてのLED(発光ダイオード)アレイと結晶素子とから構成されるものや、画像データに応じて変調したレーザ光をレーザ光源及びポリゴンミラー等を用いて走査するレーザスキャン方式のものを採用することができる。
各第2プロセスユニット81Y,81M,81C,81Kも、それぞれ扱うトナーの色が異なる点を除いてほぼ同様の構成になっているので、図4でも符号に付す色分け添字を省略している。第2プロセスユニット81Y,81M,81C,81Kの構成は、第1プロセスユニット80Y,80M,80C,80Kと同様である。ただし、第2プロセスユニット81Y,81M,81C,81Kでは、図示の上では感光体1の回転方向が異なっているために、感光体1の回転軸1aを通る図中y軸に対して第1プロセスユニット80とは軸対称の構成となっている。このような軸対称の構成とすることは、感光体1の周囲に設ける部材の配置に関係する重要な点である。なぜなら、プリンタ部100との結合部、具体的には駆動手段との結合部、電気的接続部、現像剤補給装置、現像剤排出装置等との結合方法を配慮することで、第1プロセスユニット80Y,80M,80C,80Kと第2プロセスユニット81Y,81M,81C,81Kとの間に互換性を持たせることができるからである。すなわち、第1プロセスユニット及び第2プロセスユニットのそれぞれに専用の現像装置、クリーニング装置等の部材を製造する必要がなくなる。その結果、部品製造、部品の管理上での効率が高く、全体の低コスト化を図ることができる。
紙搬送ユニット50は、第2転写ユニット30の第2転写部から排出される転写紙Pを、複数の張架ローラの1つである受入ローラ52によるベルト掛け回し箇所にて、紙搬送ベルト51上に受け取る。この受け取りよりも早いタイミングで、紙搬送ベルト51の表面には、吸着用チャージャ57によってトナーの極性と同極性のマイナスの電荷が付与される。この電荷の付与により、紙搬送ユニット50は、第2転写部から排出されてくる転写紙Pを紙搬送ベルト51の表面に静電吸着させることができる。
紙搬送ベルト51として、金属ベルト、ポリイミドベルト、ポリアミドベルトなどを採用することができる。そして、紙搬送ベルト51は、その表面にトナーとの離型性を与えるとともに、静電吸着用の帯電が可能な程度の抵抗値を有する。なお、紙搬送ベルト51の移動速度は、定着装置60における転写紙Pの移動速度にあわせる。
定着装置60としては、定着ローラ内部にヒータを備える方式のもの、加熱されるベルトを走行させる方式のもの、誘導加熱を採用した方式のものなどを採用することができる。2つの定着ローラを当接して形成した定着ニップで転写紙Pを両面側からそれぞれ加熱することにより、複数色第1トナー像及び複数色第2トナー像がその転写紙P上にそれぞれ定着させる方式のものを採用している。転写紙Pの両面の画像の色合いや光沢度を同じにするため、2つの定着ローラについては、ベルト材質、硬度、表面性などを上下同等にしてある。また、フルカラーとモノクロ画像、あるいは片面か両面かにより、それぞれの面に対して最適な定着条件をつくりだすように、定着装置60の各種パラメータが制御されるようになっている。
冷却ローラ対70によって冷却された転写紙Pは、排紙ローラ対71により、プリンタ部100の左側に設けられた排紙スタック部75に排紙、スタックされる。この排紙スタック部は、大量の転写紙をスタック可能にすべく、不図示のエレベータ機構により、スタックレベルに応じて、受け部材が上下する機構を採用している。なお、排紙スタック部75を通過させ、別の後処理装置に向けて転写紙を搬送させることもできる。別の後処理装置として、穴あけ、断裁、折、綴じなど製本のための装置などを設けることもできる。
片面記録の方法は、大別すると2種類あって選択が可能となっている。その2種類のうちの1つは、第1中間転写ベルト21に転写した複数色第1トナー像を転写紙Pの第1面に2次転写する方法である。この場合、排紙スタック部75上において、その複数色第1トナー像によるフルカラー画像が転写紙Pの上面に形成される。もう1つは、第2中間転写ベルト31に転写した複数色第2トナー像を転写紙Pの第2面に2次転写する方法である。この場合、排紙スタック部75上において、その第2トナー像によるフルカラー画像が転写紙Pの下面に形成される。形成すべき画像が複数の頁にわたるケースでは、排紙スタック部75上で頁が揃うように作像順序を制御するのが好適である。
以下、最後の頁の画像から順に形成して頁順を揃わせるよう、第1中間転写ベルト21に複数色第1トナー像を担持させた後にこれを転写紙Pに転写させる方法を例に挙げて説明する。
第1中間転写ベルト21上の複数色第1トナー像は、第1中間転写ベルト21と同期して搬送される転写紙Pの第1面に、2次転写ローラ46による転写作用を受けて2次転写される。2次転写ローラ46に与えられるバイアスは、トナーの帯電極性とは逆のプラス極性である。2次転写ニップを通過した第1中間転写ベルト21の表面は、ベルトクリーニング装置20Aによって転写残トナーがクリーニングされる。
プリンタ部100に画像信号が入力されると、片面記録の動作で説明した第1プロセスユニット80Y,80M,80C,80Kの感光体1Y,1M,1C,1Kに、各色の第1トナー像を形成する。そして、これらは、Y、M、C、K用の1次転写ニップで第1中間転写ベルト21に順次重ね合わせて1次転写される。この工程とほぼ並行して、第2プロセスユニット81Y,81M,81C,81Kの感光体1Y,1M,1C,1Kに、各色の第2トナー像を形成し、これらをY、M、C、K用の1次転写ニップで第2中間転写ベルト31に順次重ね合わせて1次転写する。このようにして、第1中間転写ベルト21及び第2中間転写ベルト31のぞれぞれに、複数色第1トナー像及び複数色第2トナー像を形成する。
また、メンテナンスや部品交換等の必要性が生じた場合には、不図示の外装カバー等を開放し、メンテナンスをおこなう。
図1は、本実施形態における現像装置4を示す概略構成図である。なお、各プロセスユニット80Y,80M,80C,80K,81Y,81M,81C,81Kに設けられる現像装置の構成は、それぞれ扱うトナーの色が異なる点を除いてほぼ同様の構成になっている。よって、図1では符号に付す色分け添字を省略している。
図1において、感光体1は、図中矢印G方向に回転しながらその表面をスコロトロンチャージャ3により帯電される。帯電された感光体1の表面には、不図示の露光装置より照射されたレーザ光Lにより静電潜像が形成され、この静電潜像に現像装置4によってトナーを付着させることによりトナー像とする。
また、現像装置4は、供給搬送路9に対して回収搬送路7の反対側に、撹拌搬送路10を備えている。この撹拌搬送路10には、現像剤を撹拌しながら供給スクリュー8とは逆方向である図中紙面手前側に搬送する撹拌搬送部材としての撹拌スクリュー11が設けられている。供給搬送路9と撹拌搬送路10とは、仕切り部材としての仕切り壁133によって互いに仕切られている。ただし、この仕切り壁133の図中紙面手前側と紙面奥側との両端は開口部となっており、この開口部を通じて供給搬送路9と撹拌搬送路10とは互いに連通している。
仕切り壁133はケーシングの一部であり、仕切り板134はケーシングに保持されている。
現像剤補給装置160は、現像剤ボトル86内の未使用現像剤を現像剤補給口161へ移送する手段として、一軸偏心スクリューポンプであるモーノポンプ162及び現像剤補給路としての柔軟性のある搬送チューブ163を備えている。モーノポンプ162は、図5(b)に示すように、金属又は樹脂などの剛性部材を用いて偏心させたスクリュー形状のローラ162aと、ゴム材料により内側が2条のスクリュー形状とされたステータ162bと、これらの両部材を内包するホルダ162cとから構成されている。モーノポンプ162の一端には、搬送チューブ163の一端が取り付けられており、その搬送チューブ163の他端は現像剤ボトル86に連結されている。補給用駆動モータ162dによりローラ162aが回転すると、ホルダ162c内に吸引圧力が発生し、搬送チューブ163内が吸引負圧化される。これにより、現像剤ボトル86内の未使用現像剤を吸引力により搬送チューブ163を介してホルダ162c内に受け取り、これを現像剤補給口161から現像装置4へ補給する。また、補給用駆動モータ162dに接続されている補給クラッチ162eにより、ローラ162aの回転動作(時間)を制御することができる。よって、この補給クラッチ162eのクラッチ動作を制御することで、未使用現像剤の補給量を細かく調整することができる。
このモーノポンプ162を利用すれば、現像剤ボトル86と現像装置4とを結ぶ搬送路を自由に曲げることができる。よって、搬送スクリュー等を利用した場合のように直線的な搬送路に制限される構成に比べて、現像剤ボトル86と現像装置4との位置関係の制約が少なくなり、複写機内のレイアウトの自由度が向上する。また、未使用現像剤を収容する現像剤ボトル86を現像装置4から離して配置できる結果、現像装置自体の小型化を図ることができる。
図6は、現像ローラ5の磁極配置の概略説明図である。
現像ローラ5の内部には、現像領域中で現像ローラ5の表面移動方向の最も下流側の位置に現像下流端側S極218が配置されており、供給スクリュー8と対向する位置に現像剤汲み上げ用S極219が配置されている。そして、現像下流端側S極218と現像剤汲み上げ用S極219との間の領域は、磁極が存在しない。この磁極が存在しない範囲が現像後の現像剤を回収搬送路7へ回収する現像剤回収領域となり、その回収搬送路7は現像剤回収領域と対向する現像ローラ5の真下の位置に配置されている。現像領域を通過した現像後の現像剤は、現像剤回収領域まで搬送されると磁力の影響を受けなくなり、現像ローラ5の回転による遠心力と自重とによって、回収搬送路7に落下し、回収される。
図7は、現像装置4のケーシングの上部を取り除いた状態において、ケーシングの下部によって形成される各搬送路7,9,10及びこれらの搬送路に設けられる各スクリュー6,8,11を感光体1側から見たときの斜視図である。
ケーシングの下部には、図中手前側より回収スクリュー6、供給スクリュー8、撹拌スクリュー11がこの順序で設置されており、それぞれのスクリュー6,8,11による搬送領域を分けるように、各搬送路7,9,10が形成されている。ただし、供給搬送路9と回収搬送路7とは、仕切り板134により隔離されている。現像剤は、回収スクリュー6及び供給スクリュー8によりそれぞれ矢印135,136の向きに搬送され、撹拌スクリュー11によりその逆向きの矢印137の向きに搬送される。このとき、回収スクリュー6及び供給スクリュー8の搬送方向を示す矢印135,136は、図1中手前から奥側への搬送方向であり、一方、撹拌スクリュー11の搬送方向を示す矢印137は図1中奥側から手前側への搬送方向である。
撹拌スクリュー11は、撹拌回転軸170に現像剤搬送方向に向かって現像剤を撹拌搬送する羽部である撹拌搬送羽部138と、現像剤を隣接する供給スクリュー8側に移送する撹拌横移送用パドル139とを備えている。さらに、現像剤搬送方向下流端側の軸受部に現像剤を送り込まないように、撹拌搬送路10の搬送方向下流端部の現像剤に搬送方向とは逆方向の搬送力を与える撹拌搬送羽部138とは逆の巻方向の撹拌逆送羽部140が取り付けられている。なお、回収スクリュー6及び供給スクリュー8も撹拌スクリュー11と同様な構成となっている。本実施形態における撹拌スクリュー11の具体的な構成は、1条のスクリューであって、その外径が30[mm]であり、そのピッチが36[mm]である。本実施形態における供給スクリュー8の具体的な構成は、1条のスクリューであって、その外径が27[mm]であり、そのピッチが36[mm]である。本実施形態における回収スクリュー6の具体的な構成は、2条のスクリューであって、その外径が25[mm]であり、そのピッチが34[mm]である。ただし、これらのスクリュー6,8,11の構成は、この構成に限定するものではない。
一方、反対側の端部では、上述したように、仕切り壁133及び仕切り板134に開口部が設けてあり、回収搬送路7及び供給搬送路9の現像剤搬送方向下流側端部と撹拌搬送路10の現像剤搬送方向上流側端部とが連通している。回収搬送路7に回収された回収現像剤は、回収スクリュー6の回収横移送用パドル141により、供給スクリュー8側の供給搬送路9に受け渡される。このようにして供給搬送路9に受け渡された回収現像剤は、現像に用いられず供給搬送路9の搬送方向下流側端部まで搬送された余剰現像剤と混合される。そして、混合された余剰現像剤及び回収現像剤は、供給スクリュー8の供給横移送用パドル142により、撹拌スクリュー11側の撹拌搬送路10に受け渡される。
図8は、3つの搬送路7,9,10が互いに連通している箇所を示す断面図である。
仕切り壁133及び仕切り板134における現像剤の受け渡し箇所に対応する部分には、それぞれ開口部が設けられている。この箇所では、回収搬送路7、供給搬送路9及び撹拌搬送路10の回転するパドルによって横移送されるため、この箇所の底面部分を単純に平面とした場合、回転するパドルに対してデットポイントが生じてしまう。このようなデットポイントが生じると、現像剤の受け渡しをうまく行うことができない。そこで、本実施形態では、各搬送路7,9,10の間に、それぞれ回収・供給凸部131及び供給・撹拌凸部132を設け、それぞれの凸部を乗り越えた現像剤が逆流しないように構成している。また、やや上方に向けて現像剤を受け渡すことになる回収横移送用パドル141は、現像剤を押し出す現像剤押し出し面144に角度をもたせ、より外側に押し出すように構成されている。なお、パドルの数は2枚に限らず、点線141bで示すように、搬送量に応じて羽根の枚数を増やしてもよい。
3つの搬送路7,9,10のうちの真ん中に位置する供給搬送路9の供給横移送用パドル142は、受け渡された回収現像剤を供給搬送路9内へ引き込み、かつ、供給搬送路9内の現像剤を撹拌搬送路10へ押し出すため、回収横移送用パドル141のような角度を持たせず、ほぼフラットな状態に構成されている。
また、回収スクリュー6及び供給スクリュー8の搬送方向下流端と、撹拌スクリュー11の搬送方向上流端とで3つの搬送路が連通している。これにより、回収現像剤と余剰現像剤とを簡易な構成で撹拌搬送路10へ受け渡すことができる。
本実施形態では、現像剤補給口161が現像領域よりも軸方向外側に設けられている。上述した現像剤補給装置160により補給される未使用現像剤は、この現像剤補給口161を通じて図7に示した現像剤受け渡し箇所143に補給される。図9に示すように、回収搬送路7と供給搬送路9との間の現像剤受け渡し箇所の上方には、現像ローラ5のローラ回転軸5aが延びており、この部分にローラ回転軸5aを駆動する駆動部が設けられる。そのため、本実施形態の現像装置4では、回収搬送路7と供給搬送路9との間における現像剤受け渡し箇所の上方に現像剤補給口161を設けることはできない。この点について、駆動部による制約がなければ、回収搬送路7と供給搬送路9との間における現像剤受け渡し箇所の上方に現像剤補給口161を設けてもよい。回収搬送路7と供給搬送路9との間における現像剤受け渡し箇所で未使用現像剤を補給することにより、トナー濃度が低下している回収現像剤に未使用現像剤(高トナー濃度の現像剤)を供給することができるので、現像装置4に存在する現像剤のトナー濃度を効率的に一定に維持することができる。
図10は、各搬送路7,9,10における単位時間当たりの現像剤搬送量及び現像剤の移動方向を説明するための説明図である。
図中左右方向は、プリンタ部100の奥行き方向、つまり現像ローラ5の軸方向に対応している。撹拌搬送路10での現像剤搬送量(以下、「撹拌搬送量」という。)146、供給搬送路9の現像剤搬送量(以下、「供給搬送量」という。)147、回収搬送路7現像剤搬送量(以下、「回収搬送量」という。)148を、それぞれ斜線で示してある。これらの搬送量146,147,148は、その図中上下方向長さが長いほどその地点の搬送量が多いことを示している。また、現像剤の搬送方向は、図中矢印135,136,137でそれぞれ示される。
(E/3)>e>(E/4) ・・・(1)
その理由は次のとおりである。現像剤搬送効率の観点からすると、余剰現像剤についてはe→0が理想である。しかし、確実に現像ローラ上に一定量の現像剤を供給するためにはある程度余剰分が必要であることが第1の理由である。また、回収現像剤の比率が大きい場合、補給用トナーの補給を受けてトナー濃度を均一にするには高い撹拌性能が要求される。余剰現像剤の比率を上げれば、回収現像剤には、補給用トナーに加えて余剰現像剤からのトナーも多く加えることができるので、大きなトナー濃度ムラを押さえることが可能になる。これが第2の理由である。以上の理由から、本実施形態では、現像剤搬送効率の確保(現像剤低ストレス化)及びトナー濃度制御(トナー濃度センサの感度及びトナー濃度均一化)の観点から、搬送量を上記式(1)の範囲に設定している。
図11は、現像剤補給装置160による未使用現像剤の補給動作を制御する制御系を示すブロック図である。
本実施形態における補給方式は、いわゆるトリクル現像方式と呼ばれるもので、公知のトナー補給動作のタイミングに合わせて磁性キャリアも一緒に補給するものである。制御部95は、各現像装置4に備わっている現像剤補給装置160の補給用駆動モータ162d及び補給クラッチ162eに接続されており、これらを制御して未使用現像剤の補給量を制御する補給量制御手段として機能する。また、制御部95は、各現像装置4に備わっているトナー濃度センサ127にも接続されている。また、制御部95は、画素カウント部97にも接続されている。この画素カウント部97は、画像データに基づいて出力画像の画素数をカウントするものである。
制御部95は、所定のタイミングでトナー濃度センサ127により現像装置4内の現像剤のトナー濃度を検知させ、その検知結果を取得する(S1)。そして、トナー濃度センサ127が検知したトナー濃度の変化から、現像装置4内の現像剤のトナー濃度が目標トナー濃度とするための未使用現像剤の補給量を算出する(S4)。なお、トナー濃度センサ127によるトナー濃度検知時にプリント動作中(印刷中)である場合(S2)、制御部95は、そのプリント動作に係る画像データの画素数を画素カウント部97から取得する(S3)。そして、この場合には、画素カウント部97から取得した現在印刷中の画像の画素数から出力画像の画像面積率等を算出し、その算出結果から当該印刷により消費される消費トナー量を求める。その後、制御部95は、トナー濃度センサ127が検知したトナー濃度の変化と、算出した消費トナー量とから、未使用現像剤の補給量を算出する(S4)。
図1に示すように、現像装置4には、現像装置4内に存在する現像剤を現像剤排出口181から排出する現像剤排出手段としての現像剤排出部180が設けられている。この現像剤排出部180の現像剤排出口181は、排出搬送路182を介して使用済現像剤収容器87に連通している。本実施形態では、現像剤補給装置160によりトナーと一緒に磁性キャリアも補給される。そのため、現像剤補給装置160による補給動作によって現像装置4内の現像剤のトナー濃度は目標トナー濃度とすることができるものの、現像装置4内の現像剤全体の量は、磁性キャリアの補給量に応じた分だけ増加していく。そこで、本実施形態では、現像剤排出部180により現像装置4内の現像剤の全体量の一部に相当する量ずつ現像装置4内の現像剤を徐々に排出して、現像装置4内の現像剤の全体量が一定になるようにしている。
本複写機で用いる現像剤に含まれる磁性キャリアとしては、その体積平均粒径が20[μm]以上60[μm]以下の範囲内であるものを用いている。体積平均粒径が60[μm]以下の小粒径キャリアを用いることで、現像領域に存在する現像剤量が少なくても現像能力を低下させなくても済むようになる結果、現像装置4内に存在させる現像剤の全体量を低減することができる。また、特にストレスのかかる現像ドクタ16を通過する現像剤量が少なくなることから、現像剤の長寿命化を図ることができる。また、キャリアの低容量化を実現できる結果、現像剤ボトル86の小型化を図ることもできる。さらには、現像領域における磁気ブラシがより緻密になるため、高画質化や画質の安定性が達成される。なお、磁性キャリアの体積平均粒径が60[μm]より大きいと、現像剤循環部でオーバーフローがおきやすくなり、安定な剤循環が行えないおそれがある。一方、磁性キャリアの体積平均粒径が20[μm]より小さいと、感光体1にキャリアが付着したり、現像装置4外にキャリアが飛散しやすくなるという不具合が発生する。
なお、キャリアの体積平均粒径の測定は、マイクロトラック粒度分析計(日機装株式会社)のSRAタイプを使用し、0.7[μm]以上125[μm]以下のレンジ設定で行った。
コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターTA−IIやコールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)を用いることができる。まず、電解水溶液100〜150[ml]中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1〜5[ml]加える。ここで、電解液とは1級塩化ナトリウムを用いて約1[%]NaCl水溶液を調製したもので、例えばISOTON−II(コールター社製)が使用できる。ここで、更に測定試料を2〜20[mg]加える。試料が懸濁した電解液は、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、上記測定装置により、アパーチャーとして100[μm]アパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの体積平均粒径(D4)、個数平均粒径(D1)を求めることができる。なお、チャンネルとしては、2.00〜2.52[μm]未満;2.52〜3.17[μm]未満;3.17〜4.00[μm]未満;4.00〜5.04[μm]未満;5.04〜6.35[μm]未満;6.35〜8.00[μm]未満;8.00〜10.08[μm]未満;10.08〜12.70[μm]未満;12.70〜16.00[μm]未満;16.00〜20.20[μm]未満;20.20〜25.40[μm]未満;25.40〜32.00[μm]未満;32.00〜40.30[μm]未満の13チャンネルを使用し、粒径2.00[μm]以上40.30[μm]未満の粒子を対象とする。
図13は、形状係数SF−1を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。
図14は、形状係数SF−2を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。
形状係数SF−1は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式(2)で表される。トナーを2次元平面に投影してできる形状の最大長MXLNGの二乗を図形面積AREAで除して、100π/4を乗じた値である。形状係数SF−1の値が100の場合トナーの形状は真球となり、形状係数SF−1の値が大きくなるほど不定形になる。
SF−1={(MXLNG)2/AREA}×(100π/4) ・・・(2)
一方、形状係数SF−2は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式(3)で表される。トナーを2次元平面に投影してできる図形の周長PERIの二乗を図形面積AREAで除して、100/4πを乗じた値である。SF−2の値が100の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、SF−2の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
SF−2={(PERI)2/AREA}×(100/4π) ・・・(3)
トナーの形状が球形に近くなると、トナー間の接触状態が点接触に近い状態になるためにトナー同士の吸着力は弱まりしたがって流動性が高くなる。ゆえに剤の循環性が向上するため、ストレスが小さくなり、長期的に安定した一方向循環を行うことが可能となる。また、トナーと感光体との接触状態が点接触に近い状態になるために、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなり高画質化に寄与する。なお、形状係数SF−1及び形状係数SF−2のいずれかが180を超えると、流動性が悪化し、剤循環性が悪いために好ましくない。また、転写率が低下するため好ましくない。
嵩密度が0.3[mg/cm3]未満では、流動性向上への寄与はあるものの、トナー及び微粒子の飛散性および付着性が高くなるために、トナーとコロとしての効果や、クリーニング部で蓄積して、トナーのクリーニング不良を防止するいわゆるダム効果といった働きが低下してしまう。
ビニル系樹脂の具体的な例としては、ビニル系モノマーを単独重合また共重合したポリマーで、例えば、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、(メタ)アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体等が挙げられる。
嵩密度(g/cm3)=微粒子量(g/100ml)÷100 ・・・(4)
次に、上記実施形態に係る複写機の現像装置の一変形例(以下、本変形例を「変形例1」という。)について説明する。
上記実施形態の現像装置4は、図1に示したように3つの搬送路7,9,10がほぼ同じ高さに配置されているが、本変形例1の現像装置204は、供給搬送路9と撹拌搬送路10がほぼ同じ高さに配置されているが、回収搬送路7は撹拌搬送路10の上方に配置されている。なお、以下に説明する点以外は、上記実施形態の場合と同様である。
この現像装置204では、現像ローラ5の下方に、撹拌スクリュー11を備えた撹拌搬送路10及び供給スクリュー8を備えた供給搬送路9が互いにほぼ同じ高さに配置されている。また、撹拌搬送路10の上方には、回収スクリュー6を備えた回収搬送路7が配置されている。現像剤補給装置160からの未使用現像剤を補給する現像剤補給口161は、回収搬送路7の現像剤搬送方向下流端の上部に開口している。また、回収搬送路7の現像剤搬送方向下流端の底面には開口部143が設けられており、この開口部143を介して回収搬送路7の下流端は、撹拌搬送路10の現像剤搬送方向上流端に連通している。また、現像剤排出部180の現像剤排出口181は、回収搬送路7の現像剤搬送方向下流側端部近傍で、その回収搬送路7の側面部に開口している。
図16は、各搬送路7,9,10を循環する現像剤の移動方向を説明するための説明図である。この図は、現像装置204を真上から見たときのものである。
この図16において、符号Aで示す破線で囲った部分は、図15に示した現像装置4を、上段部A(回収搬送路7及び現像ローラ5を含む部分)と、下段部B(供給搬送路9及び撹拌搬送路10を含む部分)とに分けたときの上段部Aに対応し、符号Bで示す破線で囲った部分は下段部Bに対応する。また、図16中の各種矢印は、現像剤の移動方向を示し、その矢印の大きさは現像剤の単位時間当たりの移動量を模式的に表している。
一方、下段部Bにおいては、回収搬送路7から上記開口部143を介して受け渡される現像剤は、撹拌搬送路10の現像剤搬送方向上流端に落下する。また、この撹拌搬送路10の現像剤搬送方向上流端には、現像に用いられず供給搬送路9の搬送方向下流端まで搬送された供給搬送路9内の余剰現像剤も受け渡される。撹拌搬送路10は、供給された余剰現像剤と回収現像剤とを撹拌しながら搬送する。
次に、上記実施形態に係る複写機の一変形例(以下、本変形例を「変形例2」という。)について説明する。
図17は、本変形例2における複写機を示す概略構成図である。
この複写機は、図2に示したいわゆる両面同時プリント方式である上記実施形態の複写機における画像形成部を1つだけ備えた、いわゆる一般的なタンデム型の画像形成装置である。この複写機のプリンタ部100は、各色ごとのプロセスカートリッジ220が直列に配置された構成になっている。各色ごとのプロセスカートリッジ220は、感光体1を中心に帯電手段である帯電ローラ223、現像手段である現像装置4、クリーニング手段である感光体クリーニング装置2等から構成される。また、4つのプロセスカートリッジ220の上方には潜像形成手段としての露光装置224が配置されており、下方には中間転写装置221が配置されている。その他に、紙搬送ユニット50、紙転写装置228、定着装置60などを備えている。プリンタ部100において、感光体1、帯電ローラ223、現像装置4及び感光体クリーニング装置2等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカートリッジ220として一体に結合して構成し、このプロセスカ−トリッジ220をプリンタ部100本体に対して着脱可能に構成する。図17に示すプリンタ部100の作像動作は、上述の図2において裏面(第1面)の作像がないだけであるため、説明は省略する。
また、上記実施形態では、現像剤排出口181が回収搬送路7の現像剤搬送方向下流側端部近傍に設けられているので、回収搬送路7の下流側端において回収現像剤が現像ローラ5の表面に接触してしまうほど滞留する前に、その回収現像剤を現像剤排出口181から排出できる。よって、トナー濃度の低い状態の回収現像剤が現像ローラ5に連れ回って供給搬送路9まで搬送されることはない。また、供給搬送路9内の現像剤量が減ると現像ローラ5に供給される現像剤量が少なくなって現像に影響が出るが、回収搬送路7内の現像剤量が減っても現像に影響が出ることはない。よって、上記実施形態によれば、現像に影響を出さずに現像剤を排出することができる。
また、上記実施形態では、現像剤補給口161が回収搬送路7中の現像剤排出口181よりも現像剤搬送方向下流側に設けられているので、現像剤排出口181から排出される現像剤は、1回以上は現像を行った現像剤である。よって、補給直後の未使用現像剤が現像に寄与することなく現像剤排出口181から排出されて無駄になってしまう事態を防止できる。この効果は、現像剤補給口161を撹拌搬送路10中に設けた場合にも同様に得られる。
また、上記実施形態では、現像剤補給口161が回収搬送路7及び供給搬送路9から撹拌搬送路10への現像剤の受け渡しが行われる箇所143に設けられている。この箇所は、現像剤に対する撹拌作用が激しい場所であるため、この箇所に未使用現像剤を補給すれば、補給直後に激しく撹拌されてトナーの摩擦帯電を促進することができる。その結果、補給された未使用現像剤が供給搬送路9に搬送されて現像ローラ5に供給されたときにトナーの帯電量が不十分となるという事態を効果的に回避することができる。
また、上記実施形態では、現像装置4,204内に存在する現像剤の量が規定量を超えたときにその越えた分の現像剤が現像剤排出部180により排出されるように構成されている。これにより、現像装置4内の現像剤の全体量をほぼ一定に維持することができ、安定した現像を行うことができる。
また、上記実施形態では、現像剤補給装置160は、現像剤補給口161へ未使用現像剤を移送するための一軸偏心スクリューポンプであるモーノポンプ162を有し、そのモーノポンプ162に未使用現像剤を送り込むための現像剤補給路である搬送チューブ163内を負圧化してモーノポンプ162内の未使用現像剤を現像剤補給口161から送り出す構成を備えている。この構成によれば、現像剤ボトル86と現像装置4とを結ぶ搬送路を自由に曲げることができる。よって、搬送スクリュー等を利用した場合のように直線的な搬送路に制限される構成に比べて、現像剤ボトル86と現像装置4との位置関係の制約が少なくなり、複写機内のレイアウトの自由度が向上する。また、未使用現像剤を収容する現像剤ボトル86を現像装置4から離して配置できる結果、現像装置自体の小型化を図ることができる。
また、上記実施形態(上記変形例1を除く。)では、回収搬送路7を現像ローラ5の下方に設けるとともに、3つの搬送路7,9,10をほぼ同じ高さに配置している。これにより、現像装置4,204内で現像剤を循環搬送する際に現像剤を上方に持ち上げる必要がない。よって、現像剤に過剰なストレスがかかることを防止でき、現像剤へのストレスを軽減することができる。その結果、現像剤の長寿命化を図ることができる。
また、上記実施形態(上記変形例1を除く。)では、供給スクリュー8の最上位置14が現像ローラ5の回転中心軸15よりも下方に位置するように、かつ、供給スクリュー8の最上位置14と回転中心軸15とを通る仮想平面とこの回転中心軸15を通る水平面とのなす角が10[°]以上40[°]以下の範囲内となるように、供給スクリュー8が配置されている。これにより、現像剤の自重が現像ローラ5への現像剤の供給量に影響しない。その結果、供給搬送路9内においてその現像剤搬送方向において現像剤の嵩が均一でなくても、現像ローラ5に適正な量の現像剤を供給することができる。
また、上記変形例1では、回収搬送路7が撹拌搬送路10の上方に設けられている。これにより、回収搬送路7から撹拌搬送路10への現像剤の受け渡しが重力により落下する構成を採用できるので、回収搬送路7から撹拌搬送路10への現像剤の受け渡し方向が水平方向よりも上側である場合に比べて、その受け渡し時に現像剤へ加わるストレスを低減できる。よって、現像剤の長寿命化を図ることができる。
また、上記実施形態に係る複写機は、トナー及び磁性キャリアが予め混合された状態の未使用現像剤を内部に収容する現像剤収容器としての現像剤ボトル86Y,86M,86C,86Kを有し、現像装置4,204の現像剤補給装置160は、その現像剤ボトル内の未使用現像剤を現像剤補給口161から補給する。これにより、補給用のトナーと磁性キャリアとを別々の容器に収容しておく場合に比べて構成を簡素化できる。
また、上記実施形態に係る複写機は、現像装置4,204内に存在する現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段としてのトナー濃度センサ127と、このトナー濃度センサ127の検知結果に応じて現像装置の現像剤補給装置160による未使用現像剤の補給量を制御する補給量制御手段としての制御部95とを備えている。これにより、現像装置4,204内に存在する現像剤のトナー濃度を、目標とするトナー濃度に安定して維持することができる。
また、上記実施形態に係る複写機は、感光体1Y,1M,1C,1K及び現像装置4,204をそれぞれ複数有し、各感光体上にそれぞれ形成された各トナー像が互いに重なり合った画像を最終的に転写紙P上に形成する構成を備えている。この複写機は、いわゆるタンデム型の画像形成装置と呼ばれ、カラー画像のプリント速度の高速化の点で有利である。
また、上記実施形態(上記変形例1を除く。)に係る複写機は、感光体1Y,1M,1C,1K及び現像装置4,204を備え、かつ、その感光体1Y,1M,1C,1K上のトナー像を転写紙P上に転写させるための作像部としての画像形成部を2つ有する。そして、一方の作像部である第1画像形成部による転写紙Pの一方の面(第1面)へのトナー像の転写、及び、他方の作像部である第2画像形成部によるこの転写紙Pの他方の面(第2面)へのトナー像の転写を、同時又は順次に行い、その転写紙Pの両面に各トナー像が転写された後に各トナー像をこの転写紙Pに定着させる定着手段としての定着装置60を備えている。この複写機は、いわゆる両面同時プリント方式の画像形成装置と呼ばれ、1回のプリント動作で1枚の転写紙Pの両面に画像を形成できる。
また、上記実施形態に係る複写機で用いる現像剤の磁性キャリアは、その体積平均粒径が20[μm]以上60[μm]以下の範囲内である。これにより、上述した種々の効果が得られる。
また、上記実施形態に係る複写機で用いる現像剤のトナーは、その体積平均粒径が3[μm]以上8[μm]以下の範囲内であり、かつ、個数平均粒径に対する体積平均粒径の比率が1.00以上1.40以下の範囲である。これにより、上述した種々の効果が得られる。
また、上記実施形態に係る複写機で用いる現像剤のトナーは、形状係数SF−1が100以上180以下の範囲内であり、かつ、形状係数SF−2が100以上180以下の範囲内である。これにより、上述した種々の効果が得られる。
また、上記実施形態に係る複写機で用いる現像剤のトナーは、平均1次粒径が50[nm]以上500[nm]以下の範囲内であって嵩密度が0.3[g/cm3]以上である外部添加剤がトナー母体粒子表面に添加されたものを用いる。これにより、上述した種々の効果が得られる。
また、上記変形例2で説明したように、少なくとも感光体1とこの感光体上の潜像を現像する現像手段とが一体的に支持され、複写機本体に対して着脱自在に構成されたプロセスカートリッジ220を採用し、その現像手段として、上述した現像装置4,204を用いる。上述した現像装置4,204を感光体1とともにプロセスカートリッジに搭載することで、本複写機に設けられている消耗品の交換が容易となる。
4,204,304 現像装置
5 現像ローラ
5a ローラ回転軸
6 回収スクリュー
7 回収搬送路
8 供給スクリュー
9 供給搬送路
10,10A,10B 撹拌搬送路
11,11A,11B 撹拌スクリュー
12 回収スペース
14 スクリュー頂点
15 回転中心軸
16 現像ドクタ
20 第1転写ユニット
21 第1中間転写ベルト
22,32 1次転写ローラ
30 第2転写ユニット
31 第2中間転写ベルト
50 紙搬送ユニット
51 紙搬送ベルト
60 定着装置
75 排紙スタック部
80Y,80M,80C,80K 第1プロセスユニット
81Y,81M,81C,81K 第2プロセスユニット
86Y,86M,86C,86K 現像剤ボトル
87 使用済現像剤収容器
95 制御部
100 プリンタ部
127 トナー濃度センサ
133 仕切り壁
134 仕切り板
160 現像剤補給装置
161 現像剤補給口
162 モーノポンプ
162d 補給用駆動モータ
162e 補給クラッチ
163 搬送チューブ
180 現像剤排出部
181,381 現像剤排出口
182 排出搬送路
220 プロセスカートリッジ
361A トナー補給口
361B キャリア補給口
386A トナー収容部
386B キャリア収容部
Claims (19)
- 内部に備えた複数の磁極により磁性キャリアとトナーとからなる現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で該潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給する現像剤担持体と、
該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する供給搬送部材を備えた供給搬送路と、
該供給搬送路から供給された該現像剤担持体上の該現像剤の厚さを規制する現像剤規制部材と、
該潜像担持体と対向する箇所を通過した後の該現像剤担持体上から回収された該現像剤を、該現像剤担持体の軸線方向に搬送する回収搬送部材を備えた回収搬送路と、
現像に用いられずに該供給搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された余剰現像剤と、該現像剤担持体から回収されて該回収搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された回収現像剤とを受け取り、該現像剤担持体の軸線方向に該余剰現像剤と該回収現像剤とを撹拌しながら搬送する撹拌搬送部材を備え、該余剰現像剤及び該回収現像剤を該供給搬送路に受け渡す撹拌搬送路と、
該回収搬送路、該供給搬送路及び該撹拌搬送路の3つの搬送路を、現像剤の受け取り及び受け渡しを行う箇所を除いて互いに仕切る仕切り部材とを有する現像装置において、
未使用のトナー及び未使用の磁性キャリアを含む未使用現像剤を現像剤補給口から上記3つの搬送路のうちの少なくとも1つの搬送路に補給する現像剤補給手段と、
上記現像装置内に存在する現像剤の全体量の一部に相当する量ずつ、上記回収搬送路中の現像剤を現像剤排出口から排出する現像剤排出手段とを有することを特徴とする現像装置。 - 請求項1の現像装置において、
上記現像剤排出口を、上記回収搬送路の現像剤搬送方向下流側端部近傍に設けたことを特徴とする現像装置。 - 請求項1又は2の現像装置において、
上記現像剤補給口を、上記回収搬送路中の上記現像剤排出口よりも現像剤搬送方向下流側又は上記撹拌搬送路中に設けたことを特徴とする現像装置。 - 請求項1又は2の現像装置において、
上記現像剤補給口を、上記回収搬送路及び上記供給搬送路から上記撹拌搬送路への現像剤の受け渡しが行われる箇所に設けたことを特徴とする現像装置。 - 請求項1、2、3又は4の現像装置において、
上記現像剤排出手段は、現像装置内に存在する現像剤の量が規定量を超えたときにその越えた分の現像剤を排出するものであることを特徴とする現像装置。 - 請求項1、2、3、4又は5の現像装置において、
上記現像剤補給手段は、上記現像剤補給口へ上記未使用現像剤を移送するための一軸偏心スクリューポンプを有し、該一軸偏心スクリューポンプに未使用現像剤を送り込むための現像剤補給路内を負圧化して該一軸偏心スクリューポンプ内の該未使用現像剤を該現像剤補給口から送り出す構成を備えていることを特徴とする現像装置。 - 請求項1、2、3、4、5又は6の現像装置において、
上記回収搬送路を上記現像剤担持体の下方に設けるとともに、上記3つの搬送路をほぼ同じ高さに配置したことを特徴とする現像装置。 - 請求項7の現像装置において、
上記供給搬送部材の最上位置が上記現像剤担持体の回転中心軸よりも下方に位置するように、かつ、該供給搬送部材の最上位置と該回転中心軸とを通る仮想平面と該回転中心軸を通る水平面とのなす角が10[°]以上40[°]以下の範囲内となるように、該供給搬送部材を配置したことを特徴とする現像装置。 - 請求項1、2、3、4、5又は6の現像装置において、
上記回収搬送路を、上記撹拌搬送路の上方に設けたことを特徴とする現像装置。 - 潜像担持体と、
該潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
該潜像にトナーを付着させてこれを現像する現像手段とを有し、
該潜像担持体表面に形成されたトナー像を最終的に記録材上に転写して画像形成を行う画像形成装置において、
上記現像手段として、請求項1、2、3、4、5、6、7、8又は9の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項10の画像形成装置において、
トナー及び磁性キャリアが予め混合された状態の未使用現像剤を内部に収容する現像剤収容器を有し、
上記現像装置の上記現像剤補給手段は、該現像剤収容器内の未使用現像剤を上記現像剤補給口から上記少なくとも1つの搬送路に補給することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項10又は11の画像形成装置において、
上記現像装置内に存在する現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、
該トナー濃度検知手段の検知結果に応じて、上記現像装置の上記現像剤補給手段による未使用現像剤の補給量を制御する補給量制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項10、11又は12の画像形成装置において、
上記潜像担持体及び上記現像装置をそれぞれ複数有し、
各潜像担持体上にそれぞれ形成された各トナー像が互いに重なり合った画像を最終的に記録材上に形成する構成を備えていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項10、11、12又は13の画像形成装置において、
上記潜像担持体及び上記現像装置を備え、かつ、該潜像担持体上のトナー像を記録材上に転写させるための作像部を2つ有し、
一方の作像部による上記記録材の一方の面へのトナー像の転写、及び、他方の作像部による該記録材の他方の面へのトナー像の転写を、同時又は順次に行い、
該記録材の両面に各トナー像が転写された後に該各トナー像を該記録材に定着させる定着手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項10、11、12、13又は14の画像形成装置において、
上記磁性キャリアとして、その体積平均粒径が20[μm]以上60[μm]以下の範囲内であるものを用いることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項10、11、12、13、14又は15の画像形成装置において、
上記トナーとして、その体積平均粒径が3[μm]以上8[μm]以下の範囲内であり、かつ、個数平均粒径に対する体積平均粒径の比率が1.00以上1.40以下の範囲であるものを用いることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項10、11、12、13、14、15又は16の画像形成装置において、
上記トナーとして、形状係数SF−1が100以上180以下の範囲内であり、かつ、形状係数SF−2が100以上180以下の範囲内であるものを用いることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項10、11、12、13、14、15、16又は17の画像形成装置において、
上記トナーとして、平均1次粒径が50[nm]以上500[nm]以下の範囲内であって嵩密度が0.3[g/cm3]以上である外部添加剤がトナー母体粒子表面に添加されたものを用いることを特徴とする画像形成装置。 - 少なくとも潜像担持体と該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とが一体的に支持され、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたプロセスカートリッジにおいて、
上記現像手段として、請求項1、2、3、4、5、6、7、8又は9の現像装置を用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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