JP4647382B2 - 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

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の静電複写プロセスによる画像形成に用いられる現像装置に関し、また、この現像装置を用いる画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。
近年、オフィスにおけるOA化、カラー化が一段と進み、従来の文字のみからなる原稿の複写だけではなく、パーソナルコンピュータで作成したグラフ等を含む原稿をプリンターにて出力し、プレゼンテーション用の資料等として多数枚複写する機会が増している。プリンター出力画像は、ベタ画像、ライン画像、ハーフトーン画像が多く、それにともない画像品質に求められる市場の要求が変化しつつあり、また、高信頼性等の要求も更に高まっている。
電子写真、静電記録、静電印刷等の電子写真方式に使用される現像剤は、その現像工程において、例えば、静電潜像が形成されている像担持体(代表的には感光体)に一旦付着され、次に転写工程において感光体から転写紙等の転写媒体に転写された後、定着工程において紙面に定着される。その際、像担持体上に形成される静電潜像を現像するための現像剤としては、キャリアとトナーから成る二成分系現像剤、及びキャリアを必要としないでトナーのみからなる一成分系現像剤(磁性トナー、非磁性トナー)が知られている。二成分系現像剤は、トナー粒子がキャリア表面に付着することにより現像剤が劣化し、また、トナーのみが消費されるため現像剤中のトナー濃度が低下するので、キャリアとトナーとの混合比を一定割合に保持しなければならず、そのため現像装置が大型化するといった欠点がある。一方、一成分系現像剤は、装置の小型化が可能等の利点を有しており、あらゆる環境下(低温低湿、高温高湿)での使用が容易であるなどの理由から現像方式の主流になりつつある。
ところで、一成分系現像剤は、磁性トナーを用いる磁性一成分現像剤と、非磁性トナーを用いる非磁性一成分現像剤とに分類される。磁性一成分現像剤を用いる磁性一成分現像方式は、内部にマグネットなどの磁界発生手段を設けた現像スリーブを用いて、マグネタイトなどの磁性体を含有する磁性トナーを保持し、層厚規制部材により、薄層化し現像するもので、近年小型プリンターなどで多数実用化されている。これに対して、非磁性一成分剤を用いる非磁性一成分現像方式は、トナーが磁気力を持たないため、現像スリーブにトナー補給ローラなどを圧接して現像スリーブ上にトナーを供給し、静電気的に保持させ、層厚規制部材により、薄層化して現像するものであり、有色の磁性体を含有しないためカラー化に対応できるという利点があり、また現像スリーブにマグネットを用いないため、装置のより軽量化、低コスト化が可能となり、近年小型フルカラープリンター等で実用化されている。
しかしながら、一成分現像方式では、未だ改善すべき課題が多いのが現状である。二成分現像方式では、トナーの帯電、搬送手段としてキャリアを用い、トナーとキャリアは現像装置内部において十分撹拌、混合された後、現像スリーブに搬送され現像に供されるため比較的長時間の使用においても安定した帯電、搬送を持続することが可能であり、また、高速の現像装置にも対応しやすい。これに比べ、一成分現像方式ではキャリアのような安定した帯電、搬送手段がないため、長時間使用や高速化による帯電、搬送不良が起こりやすい。
特に、非磁性一成分現像方式は現像スリーブ上へトナーを搬送した後、層厚規制部材にてトナーを薄層化させて現像するが、トナーと現像スリーブ又は層厚規制部材などの摩擦帯電部材との接触・摩擦帯電時間が非常に短いため、キャリアを用いた二成分現像方式より低帯電、逆帯電トナーが多くなりやすい。また、少なくとも1つのトナー搬送部材によってトナーを搬送し、かつ、搬送されたトナーによって像担持体に形成された静電潜像を現像する手段が採られているが、その際、トナー搬送部材表面のトナーの層厚は極力薄くしなければならない。このために、層厚規制部材による押圧力を受けるために、トナー表面に外添された外添剤のトナー内部への埋没が激しく、トナーの帯電性、流動性が大きく低下するという不具合がある。
この不具合を解消するために、例えば、特許文献1では、トナー補給タンクとトナーホッパとの補給口近傍位置に補給ローラとしてのマグネットロ−ラと、穂切り手段としてのスクレーパとを有したものにおいて、上記補給ロ−ラを正転及び逆転させることができる補給ロ−ラ駆動手段を有し、該補給ローラ駆動手段は、所定時間内の補給ロ−ラの正転方向の回転角Aと、逆転方向の回転角Bとの関係が、A<Bとなるように補給ローラを駆動する画像形成装置が開示されている。これによって、ホッパー内のトナーの流動性の悪化を防止することができ、現像ローラに対するトナー供給量を常に一定することができ、小型で、かつ画像かすれのない画像装置にすることができる。
また、特許文献2では、現像スリーブは、表面に現像剤の帯電極性と同極性の帯電極性を有する導電性樹脂層が備えられ、導電性樹脂層は、少なくとも結着樹脂、導電性微粉末、及び荷電制御剤を含有し、撹拌部材の回転中心Xが、現像スリーブの回転中心を横切る水平面Hに対して下側に位置する現像装置が開示されている。
特開平08−122559号公報 特開2005−062215号公報
しかしながら、上述した従来技術では、現像装置内におけるトナーの帯電性、流動性を長期にわたって安定化させることは困難であるという問題点がある。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、その課題は、現像装置内のトナー流通方向に直交する断面におけるトナー流通量を均等化させることで、トナーの帯電性、流動性を安定化、均一化させた現像装置を提供すること、及びこの流動性を安定化、均一化させた現像装置を用いることによって高品位の画像を得ることができる画像形成装置を提供することにある。
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
1.本発明の現像装置は、像担持体の潜像をトナーで現像する現像ユニットと、この現像ユニット内に設けられた回転手段と、この現像ユニットに並設され、現像ユニットにトナーを供給するトナーカートリッジと、このトナーカートリッジ内に設けられた撹拌手段とを有し、前記トナーカートリッジを前記現像ユニットに対して着脱自在とした現像装置において、前記トナーカートリッジと前記現像ユニットとをその長手方向に沿って複数設けられた連通口で連通させると共に、この複数の連通口に対応する複数の制御弁を設け、前記回転手段は、その回転方向における配置位置が異なる複数の回転羽根を有し、前記複数の制御弁が前記回転羽根と夫々当接して揺動することにより、前記連通口を経て前記トナーカートリッジから前記現像ユニットに供給されるトナー流と前記現像ユニットから前記トナーカートリッジに返送されるトナー流を形成し、記複数の連通口における単位時間当たりのトナー供給量aとトナー返送量bとの比b/aが夫々略均等になるように、各制御弁同士の配設間隔及び各制御弁の前記長手方向における幅を定めたことを特徴とする。
2.また、本発明の現像装置は、さらに、記複数の制御弁のうち長手方向両端部の制御弁をそれ以外の制御弁よりも20%以上幅広としたことを特徴とする。
3.また、本発明の現像装置は、さらに、記複数の制御弁のうち長手方向両端部の連通口に対応した制御弁に隣接してその外側に前記複数の制御弁と同一形状の制御弁を設けたことを特徴とする。
4.また、本発明の現像装置は、さらに、記トナーカートリッジと前記現像ユニットとの連通部分の前記長手方向に沿って設けられた複数の連通口の形状、大きさ及び/又は配置位置を前記長手方向の中心部を基準として左右対称としたことを特徴とする。
5.また、本発明の現像装置は、さらに、前記撹拌手段は少なくとも1つの弾性フィルムを有し、この弾性フィルムは、回転によってその先端部がトナーカートリッジの内壁面に当接したのち離脱する際に、その回転方向後流側に前記各連通口に開口する空間部を形成するものであり、前記現像ユニット内に形成された空間部を経て前記現像ユニット内にトナーが供給され、前記トナーカートリッジ内に形成された空間部を経て前記トナーカートリッジ内にトナーが返送されることを特徴とする。
6.また、本発明の現像装置は、さらに、前記制御弁の定位置における弁角度は20°〜45°であり、作動位置における弁角度は0°〜15°であることを特徴とする。
7.また、本発明の現像装置は、さらに、前記トナーカートリッジの内壁面に前記撹拌手段の弾性フィルム先端部が当接したのち湾曲して離脱する突起部を設け、
前記弾性フィルムの回転方向後流側30〜120°の範囲に前記弾性フィルムの回転軸を要とする断面扇形の凸状部を設け、この凸状部と前記突起部とで前記弾性フィルムの回転によって形成された空間部へのトナーの流入を阻止するようにしたことを特徴とする。
8.また本発明の現像装置は、さらに、前記トナーカートリッジ内に前記空間部が形成されている間に、前記制御弁は少なくとも1回作動し、前記トナーカートリッジ内の前記空間部が消滅した後にも、前記制御弁は少なくとも1回作動することを特徴とする。
9.また、本発明の現像装置は、さらに、前記回転手段の回転数は0.5〜5.0回/秒であり、前記トナーカートリッジ内の撹拌手段の回転数は0.04〜0.4回/秒であることを特徴とする。
10.また、本発明の現像装置は、さらに、前記撹拌手段の弾性フィルムの側端部と、前記トナーカートリッジの側壁面との間隔は20mm以下であることを特徴とする。
11.また、本発明の現像装置は、さらに、各連通口における単位時間当たりのトナー供給量aとトナー返送量bとの比b/aを0.05〜2.0の範囲で調整できるようにしたことを特徴とする。
12.また、本発明の現像装置は、さらに、前記制御弁相互の間隔は、2mm〜20mmであることを特徴とする。
13.また、本発明の現像装置は、さらに、前記複数の回転羽根の各々が、長手方向において複数に分割された分割回転羽根からなり、該複数の回転羽根の1つは、該分割回転羽根が前記複数の制御弁に対して長手方向において1つおきに当接するように設けられ、且つ該複数の回転羽根の他の1つは、該分割回転羽根が前記1つの回転羽根の分割回転羽根が当接しない制御弁と当接するように1つおきに設けられ、前記複数の制御弁は、前記1つの回転羽根と前記他の1つの回転羽根とが、その回転方向において異なる位置に設けられることで、隣接する制御弁が交互に揺動することを特徴とする。
14.また、本発明の現像装置は、さらに、前記現像ユニット内の回転手段の回転羽根は、矩形状であることを特徴とする。
15.また、本発明の現像装置は、さらに、前記制御弁の幅は、連通口の幅より0mm〜20mm大きいことを特徴とする。
16.また、本発明の現像装置は、さらに、前記制御弁の長さは、10mm〜25mmであることを特徴とする。
17.本発明の画像形成装置は、潜像を担持する像担持体と、像担持体表面に均一に帯電を施す帯電装置と、帯電した像担持体の表面に静電潜像を書き込む露光装置と、像担持体表面に形成された静電潜像を可視像化する現像装置と、像担持体表面の可視像を直接又は中間転写体を介して記録部材に転写する転写装置と、像担持体上のトナーをクリーニングするクリーニング装置と、記録部材上の可視像を熱及び又は圧力で定着させる定着装置とを備える画像形成装置において、前記現像装置は、前記いずれかの現像装置であることを特徴とする。
18.また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記像担持体と現像装置とを一体に支持して着脱可能としたプロセスカ−トリッジを備えたことを特徴とする。
19.本発明のプロセスカートリッジは、少なくとも、像担持体と現像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−トリッジにおいて、前記現像装置は、前記いずれかの現像装置であることを特徴とする。
本発明の現像装置およびこれを用いた画像形成装置によれば、各連通口ごとのトナーの供給量及びトナーの返送量との比であるトナー入れ替え率(b/a)を均等にすることができるので、現像ユニット内のトナーの性質が均一になり、地汚れのない、高品質の画像を形成することができる。
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正して他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
図1は、本発明の実施形態に係る現像装置の構成を示す概略図である。
現像装置30は、像担持体である感光体11(後述する図6参照)の潜像を現像剤であるトナーで現像する現像ユニット31と、この現像ユニット31にトナーを補給するトナーカートリッジ32とを備える。
現像ユニット31は、感光体11に対向していて、感光体11との間に形成される現像領域にトナーを搬送する現像剤担持体である現像スリーブ31aと、現像スリーブ31a上にトナーを供給する供給ローラ31bと、現像スリーブ31a上のトナー量を規制する層厚規制部材である規制ローラ31cと、トナーを搬送する回転手段としての第1搬送パドル31dとを備える。
トナーカートリッジ32は、トナーを収納している第1及び第2収納室321、322と、現像ユニット31へトナーを搬送する撹拌手段としての第2の搬送パドル32a及び第3の搬送パドル32bと、また、第2搬送パドル32aが回転している部分のトナーカートリッジ32の底部に突き出た突起部としてのリブ35を備えている。
ここで、現像剤としては、一成分現像剤を用いる。後述するように現像剤を入れ替えることに対して、二成分現像剤では一旦混合した後にキャリアからトナーを分離するのは非常に困難である。一成分現像剤であればトナーカートリッジ32と現像ユニット31内にある現像剤は基本的には同じで、入れ替えすることが可能であり、本実施形態の現像装置30に適用させることができる。特に、一成分現像剤でも非磁性一成分現像剤を用いることが好ましい。非磁性一成分現像剤では、トナー表面の外添剤が、トナーの帯電性、流動性に与える影響が大きい。磁性一成分現像剤では、磁性材料の量による磁化の強さで現像性を制御することができる。非磁性一成分現像剤では、外添剤による帯電量、流動性によって現像性が大きく影響されることから、本実施形態の現像装置30に用いることで、安定したトナー表面状態を得ることができる。
また、この現像装置30は、現像ユニット31とトナーカートリッジ32とを水平方向の横方向に並列させて配置している。さらに、トナーカートリッジ32と現像ユニット31とには、トナーカートリッジ32と現像ユニット31との間をトナーが通過する複数の連通口33が設けられている。さらに、連通口33の現像ユニット31側の開口部には連通口33に対応して制御弁34が設けられている。
本実施形態の現像装置30は、この連通口33を介してトナーを通過させる。これによって、現像ユニット31で消費されたトナーに相当する量のトナーをトナーカートリッジ32から現像ユニット31へ補給し、また、この連通口33を介して、現像ユニット31で劣化したトナーを現像ユニット31からトナーカートリッジ32へ返送、排出する(以下、単に、排出ということがある)。トナーカートリッジ32は、現像ユニット31とは別に単独で独立して交換することが可能である。
トナーは、現像ユニット31におけるトナー供給ローラ31b、規制ローラ31cで押圧力を受ける。この押圧力を受けることで、トナー表面の凸凹が欠けて表面が滑らかになり、感光体との付着力が大きくなりクリーニングされにくくなる。そのために、環境が低湿になるとクリーニング不良が発生することがあり、また、転写性が向上するが、従来転写されても目視上表れなかった白地背景部にカブリが表れるようになる。また、トナーが押圧を受けることで、トナー表面に存在する外添剤がトナー内部に埋没する。これは、後で外添剤に関しては詳説するが、外添剤はトナーより硬度が高い。このために、トナー内部に埋没する。トナー表面に存在する外添剤が少なくなることで、トナーの帯電性が変わる。特に、外添剤として用いるシリカは、比表面積が大きいので帯電量が高く、埋没によるトナー表面の外添剤量によってトナーの帯電量は大きく変化する。また、もう一つの影響として、外添剤埋没によってトナーの流動性が低下する。この流動性は、トナーの付着力を示すもので、トナーと例えば感光体等との間に存在して、その間の付着力を小さくする。同様に、現像スリーブ31aとトナーとの間の付着力を小さくして現像性を高める。逆に、埋没でトナー表面に存在する外添剤量が少なくなると、現像性が低下する。
そこで、本実施形態の現像装置30では、現像ユニット31で消費されたトナー相当量のトナーをトナーカートリッジ32から現像ユニット31へ補給するための複数の連通口33を介して、現像ユニット31内にあるトナーを一旦トナーカートリッジ32に返送、排出して、トナーカートリッジ32内にある劣化していないトナーと混合し、劣化したトナー量の存在比率を低下させた上で再度複数の連通口33を介して現像ユニット31に供給して補給する。
図2は、本発明の現像装置における現像ユニット31の連通口部分に配置された制御弁34の構造を示す概略図である。制御弁34は、現像ユニット31に、複数設けられた連通口33に対応して設けられ、動作部としてのフィルム34bが支持部34aに貼着されていて、筐体に配置されている。制御弁34のフィルム34bは、各連通口33に対応して設けられ、例えば矩形状をしている。連通口33がない部分は原則としてフィルム34bを設けず、フィルム34bは交互に設けられている。
また、本実施形態の制御弁34のフィルム34bはその配列方向、即ち、現像ユニット31の長手方向に沿った両端部の制御弁をそれ以外の制御弁よりも20%以上幅広のフィルム34cとしている。これによって両端部の制御弁の裏側に回り込むトナーの量と両端以外の制御弁の裏側に回り込むトナー量をほぼ等しくすることができるので、複数の連通口におけるトナー供給量aとトナー返送量bとの比b/a(以下、単に入れ替え率ともいう)を均等化することができる。幅広の割合が20%以下では、制御弁の裏側に回り込むトナー量を規制する効果が不十分となる。なお、幅広とする割合の上限は特に規定されるものではないが、50%以下である。50%を超えると制御弁の操作性が低下する。
制御弁34の支持部34aは、剛性を有する金属製で、例えばSUS、CuまたはAlで構成されている。フィルム34bは、弾性のある樹脂からなり、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル樹脂またはフッ素樹脂で構成される。
現像ユニット31の第1搬送パドル31dは、回転羽根としてのパドル用フィルムを備える。このフィルムは、1枚であっても、複数枚設けてもよい。第1搬送パドル31dは、回転してトナーカートリッジ32側から供給されたトナーを現像スリーブ31aに供給する。また、このフィルムは、板状であってもよい。また、連通口33に対応して設けられた櫛歯状又は矩形状の制御弁34に対して、同様に制御弁34に当たる部分をのみを矩形形状にしたものであってもよい。また、複数枚設けるときはこれらを組み合わせて用いてもよい。
図3は、トナーカートリッジ32側から現像ユニット31側にトナーが供給される状態を模式的に説明するための断面図である。第1搬送パドル31dのフィルム(以下、単に第1搬送パドルということがある)は、回転して制御弁34のフィルム34b(以下、単に制御弁ということがある)に当たり、制御弁34が押さえられる。その後、第1搬送パドル31dが通過して、弾性を有する制御弁34が素早く弾かれて戻り、そのとき、制御弁34の移動方向後流側に空間部が形成され、この空間部に、トナーカートリッジ32側から押し込まれていたトナーが連通口33を介して流入し、これによって現像ユニット31側にトナーが供給される。
図4は、またトナーカートリッジ32側のトナーが供給される状態を模式的に説明するための図である。このトナーカートリッジ32は、第2収納室322の第3搬送パドル32b(図1参照)から第1収納室321に搬送されたトナーを、さらに、第2搬送パドル32aによって現像ユニット31側に搬送する。第2搬送パドル32aは、弾性フィルムとしての単数のパドル用フィルムを備えていて、このフィルムを回転させることでトナーを現像ユニット31側に搬送する。さらに、第1収納室321の底部内壁面に突起部としてのリブ35を設けておくことで、図4に示すように、パドル用フィルムがリブ35に当接した後、湾曲するように変形してリブ35を通過すると、リブ35の部分でトナーが堰き止められることと、フィルムの瞬時の移動との相乗作用によってパドル用フィルムの回転方向後流側のリブ35とパドル用フィルムとの間にトナーの無い空間が形成される。この空間は、流動性のよいトナーの侵入によって少しずつ埋められていくが、ある一定時間はトナー内部に空間が形成された状態が維持される。さらに、パドル用フィルムが回転すると上部からもトナーが空間に侵入するために、トナー内部に空間のない状態になる。
この状態で回転してゆくとパドル用フィルムが、トナーを現像ユニット31側に押し込む状態になっている時と、現像ユニット31の制御弁34が第1搬送パドル31dのパドル用フィルムに押さえられていなくて制御弁34が開放されている時(定位置にある時)と重なることで、連通口33を通してトナーカートリッジ32側から現像ユニット31側にトナーが移動して供給される。
次に、開放された制御弁34の下方には現像ユニット31内のトナーが入り込んでくる。その後、第1搬送パドル31dのパドル用フィルムが回転して制御弁34を押し込むと、制御弁34の下方に入り込んだトナーを現像ユニット31側からトナーカートリッジ32側に押し込んでいる時と第1収納室321で第2搬送パドルのパドル用フィルムによってトナー内部に空間ができ、その空間がちょうど連通口33にかかった時が重なることで現像ユニット31内のトナーは、連通口33を通して現像ユニット31側からトナーカートリッジ32側に移動して排出される。
このときの現像装置30における現像ユニット31とトナーカートリッジ32との第1、第2及び第3搬送パドルの動きとトナーの移動についてさらに詳細に説明する。
図5は、現像ユニット31とトナーカートリッジ32との間におけるトナーの移動について模式的に示した図である。なお、ここでは、現像ユニット31内の現像スリーブ31a等は省略してある。
現像装置30では、図5(1)に示すように、現像ユニット31内にある制御弁34は、連通口が設けられた壁面に対して所定の角度θを有している。第1搬送パドル31dは複数、例えば2つのパドル用フィルムを回転させている。また、トナーカートリッジ32内の第2及び第3搬送パドルは、単数のパドル用フィルムを回転させている。図5(2)に示すように、現像ユニット31内で、第1搬送パドル31dは複数のパドル用フィルムが制御弁34を押し込み、このときに、制御弁34と連通口33との間にあるトナーは、トナーカートリッジ32側もトナーで満たされていることで、連通口33内を移動することができず、現像ユニット31内の制御弁34から横方向に流れ、現像ユニット31内に戻る。次に、図5(3)に示すように、第1搬送パドル31dは複数のパドル用フィルムが制御弁34をさらに押し込み、制御弁34と連通口33との間にはほとんど隙間がない状態(作動位置)になる。
次に、図5(4)及び図5(5)に示すように、第1搬送パドル31dは複数のパドル用フィルムが制御弁34からはずれることで、制御弁34が元の角度(定位置)まで戻り、このときに、大きな隙間ができ、空間を形成することでトナーカートリッジ32側から連通口33を通してトナーが移動して現像ユニット31内に供給される。
さらに、図5(6)に示すように、複数枚有することで第1搬送パドル31dのパドル用フィルムが、再度制御弁34を押し込んでいく。このときに、トナーカートリッジ32内の第1収納室321で第2搬送パドルのパドル用フィルムがリブ35に当たっている。さらに回転すると、図5(7)に示すように、第1搬送パドル31dのパドル用フィルムが制御弁34をさらに押し込み、制御弁34と連通口33で隙間のない状態を形成してゆく。このときに、第2搬送パドルのパドル用フィルムがリブ35から先に回転したときに、パドル用フィルムの移動方向後流側のトナー内部に空間を形成する。
なお、パドル用フィルムの回転方向後流側30〜120°の範囲に前記フィルムの回転軸を要とする断面扇形の凸状部を設けることによって、この凸状部とリブ35とでパドル用フィルムの回転によって形成された空間部へのトナーの流入を阻止して空間部を所定時間安定に存在させることができる。断面扇形の凸状部を設ける角度範囲が30°よりも小さいとトナーの流入阻止効果が不十分となる。また、角度範囲が120°を超えると空間部の存在時間が長くなりすぎてトナーの供給、移動不良の原因となる。
さらに、図5(8)及び図5(9)に示すように、第1搬送パドル31dは複数のパドル用フィルムが制御弁34からはずれることで、制御弁34が元の角度まで戻り、このときに、大きな隙間ができ空間を形成することで、さらに、第2搬送パドル32aのパドル用フィルムによって持ち上げられたトナーが、トナーカートリッジ32側から連通口33を通して現像ユニット側に移動、供給される。なお、第2搬送パドル32aのパドル用フィルムの側端部と、トナーカートリッジの側壁面との間隔は20mm以下であることが好ましい。この間隔が20mmを超えると、デッドスペースが大きすぎて、トナーの撹拌、移送効率が低下する。
次に、図5(10)に示すように、複数枚有することで第1搬送パドル31dのパドル用フィルムが、再度制御弁34を押し込んでいく。これまでは、トナーカートリッジ32側の連通口33付近にはトナーがあったが、トナー内部に形成された空間が存在する場合は、現像ユニット31内の制御弁34の下方に流入したトナーは、横方向に流れて現像ユニット31内に戻るのではなく、連通口33を通過して現像ユニット31側からトナーカートリッジ32側に移動して返送、排出される。図5(11)及び図5(12)に示すように、第1搬送パドル31dのパドル用フィルムが、再度制御弁34を押し込んでいくことで、さらに、現像ユニット31側からトナーカートリッジ32側に移動して排出される。
さらに、第1搬送パドル31dの回転スピードを第2搬送パドルより早くすることで、図5(13)から図5(16)に示すように、現像ユニット31側からトナーカートリッジ32側にトナーを移動させて排出させることができる。なお、トナーカートリッジ内に空間部が形成されている間に、制御弁34は少なくとも1回作動し、またトナーカートリッジ内の前記空間部が消滅した後にも、前記制御弁は少なくとも1回作動する。
このような操作を繰り返すことで、現像ユニット31とトナーカートリッジ32との間で連通口33を通してトナーを相互に移動させることができる。
現像ユニット31内の第1搬送パドル31dとトナーカートリッジ32内の第2搬送パドル32aの回転数を制御することでトナーの移動による供給・排出の量を調整することができる。
即ち、トナーカートリッジ32内の第2搬送パドルの回転数R2と、現像ユニット31内の第1搬送パドル31dの回転数R1との比R2/R1を、例えば1/10〜4/1の間で調整することにより、単位時間当たりのトナー供給量aとトナー排出量bとの比b/aを0.05〜2.0の範囲となるように制御する。b/aが0.05よりも小さいと地汚れを防止することができず、2.0よりも大きいとトナーの返送量が多くなりすぎて安定な現像操作を行うことができない。
第1搬送パドル31dの回転数は、例えば0.5〜5.0回/秒、第2搬送パドル32aの回転数は、例えば0.04〜0.4回/秒に設定される。各回転数をこの範囲内で調整することによって、単位時間当たりのトナー供給量aとトナー排出量bとの比b/aを0.05〜2.0の範囲となるように制御することができる。第1搬送パドル31dの回転数及び第2搬送パドル32aの回転数がこの範囲から外れると、単位時間当たりのトナー供給量aとトナー排出量bとの比b/aの調整が困難となる。
本実施形態において、単位時間当たりのトナー供給量aとトナー排出量bとの比b/aを0.05〜0.95の範囲で調整することが好ましい。これによって、現像に供したトナー消費量を補充しつつ、良好なトナー量によって現像操作を長時間安定に継続することができる。b/aが0.05よりも小さいと地汚れを防止することができず、0.95よりも大きいと現像ユニットへのトナー供給量が少なくなる。
このとき、トナーの移動量、即ちトナーの供給・排出の量は、連通口33の数によって調整することができる。この連通口33の数は、画像形成装置本体の画像形成する速度によって適宜決定する。
また、連通口33に対応して設けられる制御弁34は、櫛の歯状に設け、隣り合う制御弁34を交互に動作させるものとする。即ち、第1搬送パドル31dのパドル用フィルムを櫛の歯状の制御弁34に対応させて櫛の歯状に1つおきに設け、それを2数のパドル用フィルムですべての制御弁34に対応させて制御弁34を交互に動作させることができる。交互に動作させることで、現像ユニット31内のトナーのデッドスペースを形成することなく、均等に排出させることができる。
制御弁34の幅は、連通口33の幅より0mm〜20mm大きくする。制御弁34の幅が連通口33の幅より小さいとトナーが供給される連通口33が現像ユニット31側のトナーで塞がれるためにトナーが供給されにくくなる。また、トナーの排出においても、制御弁34と連通口33との間にトナーが入り込み、その入り込んだトナーを排出することで、連通口33を通して大量のトナーが現像ユニット31側からトナーカートリッジ32側に排出されるのを防止しているが、制御弁34の幅が小さくなることで大量のトナーが排出され、現像ユニット31内のトナーが少なくなる。
本実施形態においては、図2に示したように、現像ユニット31の長手方向に沿って多数設けられた制御弁34のうち、両端部の制御弁の幅をそれ以外の制御弁の幅よりも20%以上広くしたので、両端部の制御弁の脇を経て制御弁34と連通口33との間に進入するトナー量を規制して、その量を左右両側に同様の制御弁が配置されている両端部以外の制御弁の脇を経てその裏側に進入するトナー量とほぼ等しくすることができるので、複数の連通口33におけるトナーの移動量、即ちトナー入れ替え率を均等化することができる。
一方、トナーの排出は、制御弁34の脇から制御弁34と連通口33との間に入ったトナーが第1搬送パドル31dの押し込みで連通口33を通して排出される。このために、制御弁34の幅が連通口33より大きくなると、連通口33付近に回り込むトナー量が全体として少なくなり、排出されるトナー量が少なくなり、トナーの入れ替え率が少なくなる。また、連通口33から供給されたトナーは、連通口33から下の方に移動して、制御弁34の下にあるトナーと混合される。したがって、制御弁34の幅が大きくなると供給されるトナーの箇所が少なくなり、トナーの混合による均質性が低下する。なお、本実施形態においては、両端部の制御弁だけの幅を他の制御弁の幅よりも大きくしているので、このような不都合を最小限に抑えることができる。
従って、少なくとも両端部以外の制御弁34の幅は、連通口33の幅以上であって、連通口33の幅よりも20mm以内で大きくする。この幅にすることで、トナーの供給・排出の制御を容易にし、さらに、供給後のトナーの混合による均質性を高めることができる。
制御弁34相互の間隔は、2mm〜20mmとする。制御弁34の間隔が、2mm未満では制御弁34と連通口33との間に入り込む量が少なくなるために、排出できるトナー量が少なくなる。また、20mmを越えると、設けることができる連通口33の数が少なくなり、トナーの供給・排出する量が少なくなる。
制御弁34の長さは、10mm〜25mmとする。制御弁34の長さによって、制御弁34と連通口33との間にできる空間の大きさが決定される。従って、制御弁34の長さが10mm未満では、排出されるトナー量が少なくなるために、トナーの入れ替えが不十分になる。一方、25mmを越えると排出する量が多くなり、現像ユニット内のトナー量が少なくなる。
また、制御弁34の定位置における弁角度を20°〜45°とし、作動位地における弁角度を0°〜15°とする。なお、制御弁は弾性があり撓むため、ここでの弁角度は、制御弁が壁面と接触する部分と制御弁の先端部とを結んだ直線が、壁面となす角度と定義した。制御弁34の角度によって、制御弁34と連通口33との間にできる空間の大きさが決定される。制御弁34の定位置における弁角度が20°未満では、排出されるトナー量が少なくなるために、トナーの入れ替えが不十分になる。一方、定位置における弁角度が45°を越えると排出する量が多くなり、現像ホッパー内のトナー量が少なくなる。
図6は、本発明の画像形成装置の構成を示す概略図である。
この画像形成装置1は、感光体ユニット10、書き込み光学ユニット20、現像ユニット30、中間転写ユニット40、2次転写ユニット50、定着ユニット60、両面印刷用紙反転ユニット70等で構成されている。そして、黒(以下、Bkという)、シアン(以下、Cという)、マゼンタ(以下、Mという)、イエロー(以下、Yという)のカラー画像を感光体ユニット10の感光体ベルト11上に順次顕像化し、これらを重ね合わせて最終的な4色フルカラー画像を形成する。感光体ベルト11の周りには、感光体クリーニング装置12、帯電ローラ13、複数の現像装置30、中間転写ユニット40の中間転写ベルト41などが配置されている。感光体ベルト11は、駆動ローラ14、1次転写対向ローラ15、張架ローラ16間に張架され、駆動モータによって回転する。また、上記書き込み光学ユニット20は、カラー画像データを光信号に変換して、各色画像に対応した光書き込みを行い、感光体ベルト11に静電潜像を形成する。この書き込み光学ユニット20は、光源としての半導体レーザ21、ポリゴンミラー22、3つの反射ミラー23などで構成されている。
また、上記現像装置30は、画像形成装置1本体の下側から順に、黒トナーを収容したBk現像装置30K、シアントナーを収容したC現像装置30C、マゼンタトナーを収容したM現像装置30M、イエロートナーを収容したY現像装置30Yとなっている。ここでは、さらに、各現像装置を図中左右方向に移動させ感光体ベルト11に対し、接離動作を行う接離機構を備える。
現像装置30内のトナーは所定の極性に帯電され、現像スリーブ31aには、現像バイアス電源によって現像バイアスが印加され、現像スリーブ31aが感光体ベルト11に対して所定電位にバイアスされている。また、接離機構は、モータから各現像装置30に駆動を伝達するための図示しない電磁クラッチがオンになるとその駆動力で現像装置30を感光体ベルト11側に移動させるようになっている。現像時には、現像装置30のうち選択されたいずれか一つが移動し、感光体ベルト11に当接する。一方、電磁クラッチをオフにして駆動伝達を解除すると感光体ベルト11に当接していた現像装置が感光体ベルト11から離間する方向に移動する。
画像形成装置1本体の待機状態では、現像装置30K、C、M、Yも感光体ベルト11と離間した位置にセットされており、画像形成動作が開始されると、カラー画像データに基づきレーザ光による光書き込み、静電潜像の形成が開始される(以下、Bk 画像データによる静電潜像をBk静電潜像という。C、M、Yについても同様)。このBk静電潜像の先端部から現像可能とすべくBk現像位置に静電潜像先端部が到達する前に、Bk現像スリーブ31aを回転開始して、Bk静電潜像をBkトナーで現像する。そして、以後、Bk静電潜像領域の現像動作が続行されるが、Bk静電潜像後端部がBk現像位置を通過した時点で、K現像装置30Kが感光体ベルト11から離間し、次の色の現像に備えて該当する色の現像装置が感光体ベルト11に当接する。これは少なくとも、次の画像データによる静電潜像先端部が現像位置に到達する前に完了される。
また、上記中間転写ユニット40は、中間転写ベルト41、ベルトクリーニング装置42、位置検出用センサ43などで構成されている。中間転写ベルト41は駆動ローラ44、1次転写ローラ45、従動ローラとしての2次転写対向ローラ46、クリーニング対向ローラ47及びテンションローラ48に張架されており、図示しない駆動モータによりに駆動制御される。中間転写ベルト41端部の非画像形成領域には複数の位置検出用マークが設けられており、これらの位置検出用マークのうちのいずれか一つを位置検出用センサ43で検出し、この検出タイミングで画像形成を開始する。また、ベルトクリーニング装置42は、クリーニングブラシ42a、接離機構等で構成されており、1色目のBk画像を中間転写ベルト41に転写している間、及び、2、3、4色目の画像を中間転写ベルト41に転写している間は接離機構によって中間転写ベルト41面からクリーニングブラシ42aを離間させておく。
さらに、2次転写ユニット50は、2次転写ローラ51、2次転写ローラ51を中間転写ベルト41に対して接離するためのクラッチ等を備えた接離機構等で構成されている。転写紙が転写位置に到達するタイミングに合致させて2次転写ローラ51が接離機構の回転軸を中心に揺動する。この2次転写ローラ51と2次転写対向ローラ46とにより転写紙と中間転写ベルト41とを一定の圧力で接触させる。2次転写ローラ51は中間転写ユニット40に設けられた図示しない位置決め部材により2次転写対向ローラ46との平行度の位置精度が保たれている。また、2次転写ローラ51に設けた図示しない位置決めコロにより中間転写ベルト41に対する2次転写ローラ51の接触圧を一定にしている。2次転写ローラ51を中間転写ベルト41に接触させると同時に、2次転写ローラ51にはトナーと逆極性の転写バイアスが印加され、中間転写ベルト41上の重ねトナー像を転写紙に一括転写する。
一方、画像形成動作が開始される時期に、転写紙は給紙装置80又は手差しトレイ83のいずれかから給送され、レジストローラ82対のニップで待機している。そして、2次転写ローラ51に中間転写ベルト41上の4色重ねのトナー像先端がさしかかるときに、ちょうど転写紙の先端がこのトナー像の先端に一致するようにレジストローラ対82が駆動され、転写紙とトナー像との位置合わせが行われる。そして、転写紙が中間転写ベルト41上のトナー像と重ねられて2次転写位置を通過する。このとき2次転写ローラ51による転写バイアスで転写紙が荷電され、トナー画像のほとんどが転写紙上に転写される。そして、中間転写ベルト41から4色重ねトナー像を一括転写された転写紙は、定着ユニット60に搬送され、所定温度に制御された定着ベルト61と加圧ローラ62のニップ部でトナー像が溶融定着され、装置本体外に送り出され、排紙トレイ84に裏向きにスタックされ、フルカラーコピーを得る。
更に、両面印刷を行う場合には、定着ユニット60を通過した転写紙は両面切替爪65により両面印刷用紙反転ユニット70に送られる。両面印刷用紙反転ユニット70においては、転写紙はまず反転切替爪71によって矢印D方向に案内され、転写紙後端が反転切替爪71を通過した後、反転ローラ対72が停止し、転写紙も停止する。そして、反転ローラ対72が一定のブランク時間ののち逆転を開始し、転写紙はスイッチバックを始める。このときに、反転切替爪71が切り替わり、転写紙はレジストローラ対82に送られる。レジストローラ対82に送られた転写紙は表裏反転した状態でレジストローラ対82のニップで待機する。そして、所定のタイミングでレジストローラ対82が駆動され、転写紙は2次転写位置に送られて中間転写ベルト41から4色重ねトナー像を一括転写された後、定着ユニット60でトナー像が溶融定着され、装置本体外に送り出される。
一方、1次転写後の感光体ベルト11の表面は、感光体クリーニング装置12でクリーニングされる。このとき、除電ランプ等で均一に除電して、クリーニングしやすくすることもできる。また、転写紙にトナー像を転写した後の中間転写ベルト41の表面は、ベルトクリーニング装置42のクリーニングブラシ42aを接離機構で押圧することによってクリーニングされる。中間転写ベルト41からクリーングされたトナーは廃トナータンク49に蓄えられる。
ここで、現像装置についてさらに詳述する。現像装置30は、感光体ベルト11表面の静電潜像を現像するためにトナーを表面に担持して回転する現像スリーブ31aと、トナーを汲み上げて撹拌するために回転する第1搬送パドル31dとを含む現像ユニット31と、トナーを収容するトナーカートリッジ32で構成されている。このように2つのユニットに分割されている理由は、現像ユニット31は、トナーカートリッジ32を数回交換して使用しても耐えうる耐久性を有しているからである。
図7は、本実施形態の現像装置における連通口33の構成を示した概略図であり、(A)は現像ユニット31側の構成を示し、(B)はトナーカートリッジ側の構成を示している。現像ユニット31の筐体の外側にはスライドシャッター31eを備え、そのスライドシャッター31eには弾性部材31fを貼付している。このスライドシャッター31eを開閉することで現像ユニット31の連通口33の開閉を行う。また、トナーカートリッジ32側は、筐体に設けられた連通口33に対応して開けた部分のある弾性部材32d、連通口33からトナーがこぼれるのを防止し、または、トナーを補給できるように開放するスライドシャッター32c、これらを筐体に固定する固定シール32eが設けられている。
トナーカートリッジ32を現像装置に配置して、現像ユニット31側のスライドシャッター31eを開け、また、トナーカートリッジ32側のスライドシャッター32cを開けて、トナーを通過させることができる連通口33ができる。
現像ユニット31側の連通口33は複数あり、現像ユニット31とトナーカートリッジ32との間には弾性部材を貼着したスライドシャッター31eを設けている。このスライドシャッター31eを移動させることで、現像ユニット31筐体に設けた連通口33の開閉を行う。トナーカートリッジ32がない場合又は画像形成装置本体に装着していない場合は、スライドシャッター31eで連通口33を閉じておくことで現像ユニット31からのトナーのこぼれるのを防止する。
また、トナーカートリッジ32も、現像ユニット31がない場合又は画像形成装置本体に装着していない場合は、トナーカートリッジ32からのトナーのこぼれるのを防止するために、連通口33を閉じておくためにスライドシャッター32cを設ける。トナーカートリッジ32に対して、弾性部材32d、スライドシャッター32c、固定シール32eを設ける。弾性部材は、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等の発泡材が好ましい。
図7に示すように、現像ユニット31とトナーカートリッジ32に設けられた複数の連通口33に対応してスライドシャッターに開放した窓部31gを設ける。連通口33を閉じるときはスライドシャッターの窓部のないところで連通口33を塞ぎ、連通口33を開放するときはスライドシャッターを移動させて、窓部と連通口33を合わせて、連通口33全体を連通させる。
画像形成装置1において現像装置30は、現像ユニット31内にある第1搬送パドル31dで、トナーを攪拌しつつ現像剤供給ローラ31bに搬送し、供給ローラ31bが現像スリーブ31aに摺擦しながら、同時にトナーを摺擦させて摩擦帯電させて、トナーを帯電させる。帯電したトナーは、現像スリーブ31aに鏡像力で吸着されて搬送される。その後、規制ローラ31cで現像領域に搬送されるトナー量を規制する。現像スリーブ31a上に形成されるトナー薄層が現像領域における現像バイアスで感光体ベルト11に現像される。
このときに、供給ローラ31bで現像スリーブ31aに摺擦されたトナーは大きな押圧力を受けて、トナー表面の凸凹が削られて球形化しトナーの付着力が大きくなる。また、この押圧力でトナー表面の外添剤が埋没して流動性が低下し、さらに、外添剤による帯電量調整ができなくなるために帯電量が変わってくる。これらの影響でトナーの現像性が低下し、さらに、転写性、クリーニング性が低下する。
このように、現像ユニットのホッパー内に劣化したトナーが多くなり、また、トナーが現像によって消費されるために現像ユニット31内のトナーが少なくなる。そこで、複数の連通口33を通過してトナーカートリッジ32から、現像ユニット31へとトナーが補給される。トナーカートリッジ32内には、トナーカートリッジ本体32の内壁に先端が摺接する第2搬送パドル32a、第3搬送パドル32bがそれぞれ第1収納室321と第2収納室322に設けられており、第2又は第3搬送パドル32a、32bが回転することによりトナーを現像ユニット31側に押し込んで、現像ユニット31に複数の連通口33からトナーが補給される。
さらに、この複数の連通口33を通して現像ユニット31内のトナーがトナーカートリッジ32側に排出されて、このトナーがトナーカートリッジ32内のトナーと混合される。トナーカートリッジ32内には、未使用のトナーが多く収納されており、現像ユニット31内で劣化したトナーと混合される。この混合によって、未使用トナーの表面に多く存在する外添剤が劣化したトナーに再分配されることで、劣化したトナーの帯電量、流動性が元の未使用トナーの状態に近くなる。これは、現像ユニット31から第1収納室321に排出されたトナーは、さらに、第2搬送パドルで第2収納室322に搬送されて、次に、第3搬送パドルで第1収納室321に戻される。この間に、外添剤の再分配を受けることになる。
本実施形態によれば、両端の制御弁をそれ以外の制御弁よりも20%以上幅広としたので、両端の制御弁の裏側に回り込むトナーの量と両端以外の制御弁の裏側に回り込むトナー量をほぼ等しくすることができ、これによって単位時間当たりの各連通口33毎のトナーの供給量aとトナーの返送量bとの比であるトナー入れ替え率(b/a)を均等化することができる。従って、現像ユニット内のトナーの性質が均一になり、地汚れのない、高品質の画像を形成することができる。
また、本実施形態によれば、単位時間当たりのトナー供給量aとトナー返送量bとの比b/aを0.05〜2.0の範囲で調整できるようにしたことにより、現像ユニット31内の劣化したトナーを必要に応じてトナーカートリッジ32に返送し、劣化していないトナーと混合した後、現像ユニット31に戻すことができるので、トナーの帯電性が良好に保たれる。従って、長期にわたって安定した帯電量が得られることで高品位の画像を得ることができる。また、トナーの流動性の低下を抑えられることで、現像スリーブに安定してトナーを均一に供給できるので、濃度の高い画像を安定して得ることができる。
本実施形態において、像担持体としての感光体と現像装置とは、一体に支持されたプロセスカートリッジを形成する。これによって着脱が容易となり、故障時の現状復帰も容易となってメンテナンス性が向上する。
本実施形態において、現像ユニット31とトナーカートリッジ32とを連結する複数の連通口33は、その形状、大きさ及び/又は配置位置が、連結部の長手方向の中心部を基準として左右対称とすることが好ましい。これによってトナーの均一流通性をより確実に確保することができる。
図8は、本実施形態の変形例における現像ユニットに設けられた連通口部分を示す正面図である。図8において、連通口33は、現像ユニット31の長手方向の中心部を基準としてその左右両方向に同一形状のものが同一数だけ、線対称となるように配置されている。各連通口33をこのように配置することによって、トナー流通方向に直交する断面における均一流通性をより正確に確保することができる。
また、本実施形態において、長手方向両端部の制御弁をそれ以外の制御弁よりも20%以上幅広とすることに代えて、複数配置した制御弁のうち、両端部の連通口に対応した制御弁に隣接してその外側に、即ち連通口が設けられていない部分に対応して、前記複数の制御弁と同一形状の制御弁を設けることもできる。このようにすることによって、両端部の連通口に対応する制御弁を、それ以外の制御弁と同様、両側に同様の制御弁が配置されたものと同一の条件とすることができるので、両端部の連通口を含めて各連通口におけるトナーの均一流通性をより確実に確保することができる。
図9は、本実施形態の変形例における制御弁配列を示す正面図である。図9において、複数配置した制御弁のうち、両端部の連通口に対応した制御弁に隣接してその外側に、即ち連通口が設けられていない部分に対応して、前記複数の制御弁と同一形状の制御弁34dを設けたものであり、これによって両端部の制御弁周りのトナーの動きを、両端以外の制御弁周りのトナーの動きと同じにすることができるので、各連通口におけるトナー供給量aとトナー返送量bとの比b/a(入れ替え率)を均等化することができる。
本発明の現像装置の構成を示す概略図である。 本発明の現像装置における現像ユニットに配置される制御弁の構造を示す概略図である。 トナーカートリッジ側から現像ユニットにトナーが供給される状態を模式的に説明するための図である。 トナーカートリッジ側のトナーが供給される状態を模式的に説明するための図である。 現像ユニットとトナーカートリッジとの間におけるトナーの移動について模式的に示した図である。 現像ユニットとトナーカートリッジとの間におけるトナーの移動について模式的に示した図である。 現像ユニットとトナーカートリッジとの間におけるトナーの移動について模式的に示した図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。 本発明の現像装置における連通口の構成を示した概略図であり、(A)は現像ユニット側の構成を示し、(B)はトナーカートリッジ側の構成を示している。 本発明の実施形態の変形例における連通口部分を示す正面図である。 本発明の実施形態の変形例における制御弁配列を示す図である。
符号の説明
1 画像形成装置
10 感光体ユニット
11 感光体ベルト
12 感光体クリーニング装置
13 帯電ローラ
14 駆動ローラ(感光体)
15、16 従動ローラ(感光体)
20 書き込み光学ユニット
21 半導体レーザ
22 ポリゴンミラー
23 反射ミラー
25 給紙ローラ
26 接離機構
30 現像装置
31 現像ユニット
31a 現像スリーブ
31b 供給ローラ
31c 規制ローラ
31d 第1搬送パドル
31e スライドシャッター
31f 弾性部材
31g 窓部
32 トナーカートリッジ
321 第1収納室
322 第2収納室
32a 第2搬送パドル
32b 第3搬送パドル
32c スライドシャッター
32d 弾性部材
32e 固定シール
33 連通口
34 制御弁
34a 支持部
34b フィルム
34c 幅広のフィルム(幅広の制御弁)
34d 連通口に対応しないフィルム(連通口に対応しない制御弁)
35 リブ
40 中間転写ユニット
41 中間転写ベルト
42 ベルトクリーニング装置
43 マークセンサ
44 駆動ローラ(中間転写ベルト)
45 1次転写ローラ
46、47、48 従動ローラ
49 廃トナータンク
50 二次転写ユニット
51 二次転写ローラ
60 定着ユニット
61 定着ベルト
62 加圧ローラ
65 両面切替爪
70 両面印刷用紙反転ユニット
71 反転切替爪
72 反転ローラ
80 給紙装置
81 給紙ローラ
82 レジストローラ
83 手差しトレイ
84 排紙トレイ
90 転写材

Claims (19)

  1. 像担持体の潜像をトナーで現像する現像ユニットと、
    この現像ユニット内に設けられた回転手段と、
    この現像ユニットに並設され、現像ユニットにトナーを供給するトナーカートリッジと、
    このトナーカートリッジ内に設けられた撹拌手段とを有し、
    前記トナーカートリッジを前記現像ユニットに対して着脱自在とした現像装置において、
    前記トナーカートリッジと前記現像ユニットとをその長手方向に沿って複数設けられた連通口で連通させると共に、この複数の連通口に対応する複数の制御弁を設け、
    前記回転手段は、その回転方向における配置位置が異なる複数の回転羽根を有し、
    前記複数の制御弁が前記回転羽根と夫々当接して揺動することにより、前記連通口を経て前記トナーカートリッジから前記現像ユニットに供給されるトナー流と前記現像ユニットから前記トナーカートリッジに返送されるトナー流を形成し、
    記複数の連通口における単位時間当たりのトナー供給量aとトナー返送量bとの比b/aが夫々略均等になるように、各制御弁同士の配設間隔及び各制御弁の前記長手方向における幅を定めた
    ことを特徴とする現像装置。
  2. 請求項1に記載の現像装置において、
    記複数の制御弁のうち長手方向の両端部の制御弁をそれ以外の制御弁よりも20%以上幅広とし
    ことを特徴とする現像装置。
  3. 請求項1に記載の現像装置において、
    記複数の制御弁のうち長手方向の両端部の連通口に対応した制御弁に隣接してその外側に前記複数の制御弁と同一形状の制御弁を設け
    ことを特徴とする現像装置。
  4. 請求項1に記載の現像装置において、
    記トナーカートリッジと前記現像ユニットとの連通部分の前記長手方向に沿って設けられた複数の連通口の形状、大きさ及び/又は配置位置を前記長手方向の中心部を基準として左右対称とし
    ことを特徴とする現像装置。
  5. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の現像装置において、
    記撹拌手段は少なくとも1つの弾性フィルムを有し、
    この弾性フィルムは、回転によってその先端部がトナーカートリッジの内壁面に当接したのち離脱する際に、その回転方向後流側に前記各連通口に開口する空間部を形成するものであり、
    前記現像ユニット内に形成された空間部を経て前記現像ユニット内にトナーが供給され、前記トナーカートリッジ内に形成された空間部を経て前記トナーカートリッジ内にトナーが返送される
    ことを特徴とする現像装置。
  6. 請求項5に記載の現像装置において、
    前記制御弁の定位置における弁角度は20°〜45°であり、作動位置における弁角度は0°〜15°である
    ことを特徴とする現像装置。
  7. 請求項5または6に記載の現像装置において、
    前記トナーカートリッジの内壁面に前記撹拌手段の弾性フィルム先端部が当接したのち湾曲して離脱する突起部を設け、
    前記弾性フィルムの回転方向後流側30〜120°の範囲に前記弾性フィルムの回転軸を要とする断面扇形の凸状部を設け、この凸状部と前記突起部とで前記弾性フィルムの回転によって形成された空間部へのトナーの流入を阻止するようにした
    ことを特徴とする現像装置。
  8. 請求項5乃至7のいずれか1項に記載の現像装置において、
    前記トナーカートリッジ内に前記空間部が形成されている間に、前記制御弁は少なくとも1回作動し、
    前記トナーカートリッジ内の前記空間部が消滅した後にも、前記制御弁は少なくとも1回作動する
    ことを特徴とする現像装置。
  9. 請求項5乃至8のいずれか1項に記載の現像装置において、
    前記回転手段の回転数は0.5〜5.0回/秒であり、
    前記トナーカートリッジ内の撹拌手段の回転数は0.04〜0.4回/秒である
    ことを特徴とする現像装置。
  10. 請求項5乃至9のいずれか1項に記載の現像装置において、
    前記撹拌手段の弾性フィルムの側端部と、前記トナーカートリッジの側壁面との間隔は20mm以下である
    ことを特徴とする現像装置。
  11. 請求項1乃至10のいずれか1項に記載の現像装置において、
    各連通口における単位時間当たりのトナー供給量aとトナー返送量bとの比b/aを0.05〜2.0の範囲で調整できるようにした
    ことを特徴とする現像装置。
  12. 請求項1乃至11のいずれか1項に記載の現像装置において、
    前記制御弁相互の間隔は、2mm〜20mmである
    ことを特徴とする現像装置。
  13. 請求項1乃至12のいずれか1項に記載の現像装置において、
    前記複数の回転羽根の各々が、長手方向において複数に分割された分割回転羽根からなり、
    該複数の回転羽根の1つは、該分割回転羽根が前記複数の制御弁に対して長手方向において1つおきに当接するように設けられ、且つ該複数の回転羽根の他の1つは、該分割回転羽根が前記1つの回転羽根の分割回転羽根が当接しない制御弁と当接するように1つおきに設けられ、
    前記複数の制御弁は、前記1つの回転羽根と前記他の1つの回転羽根とが、その回転方向において異なる位置に設けられることで、隣接する制御弁が交互に揺動する
    ことを特徴とする現像装置。
  14. 請求項13に記載の現像装置において、
    前記現像ユニット内の回転手段の回転羽根は、矩形状であることを特徴とする現像装置。
  15. 請求項1乃至14のいずれか1項に記載の現像装置において、
    前記制御弁の幅は、連通口の幅より0mm〜20mm大きい
    ことを特徴とする現像装置。
  16. 請求項1乃至15のいずれか1項に記載の現像装置において、
    前記制御弁の長さは、10mm〜25mmである
    ことを特徴とする現像装置。
  17. 潜像を担持する像担持体と、像担持体表面に均一に帯電を施す帯電装置と、帯電した像担持体の表面に静電潜像を書き込む露光装置と、像担持体表面に形成された静電潜像を可視像化する現像装置と、像担持体表面の可視像を直接又は中間転写体を介して記録部材に転写する転写装置と、像担持体上のトナーをクリーニングするクリーニング装置と、記録部材上の可視像を熱及び又は圧力で定着させる定着装置とを備える画像形成装置において、
    前記現像装置は、請求項1乃至16のいずれか1項に記載の現像装置である
    ことを特徴とする画像形成装置。
  18. 請求項17に記載の画像形成装置において、
    前記像担持体と現像装置とを一体に支持して着脱自在としたプロセスカ−トリッジを備えた
    ことを特徴とする画像形成装置。
  19. 少なくとも、像担持体と現像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−トリッジにおいて、
    前記現像装置は、請求項1乃至16のいずれか1項に記載の現像装置である
    ことを特徴とするプロセスカ−トリッジ。
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