JP5679280B2 - 現像装置、並びに、これを備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
現像剤回収搬送路内を流れる現像剤の量は上述したとおり下流側ほど多くなるので、現像剤回収搬送路内は、下流側では現像剤の量が多いが、現像剤搬送方向上流側(以下、単に「上流」という。)では現像剤の量が少ない。したがって、現像剤回収搬送路内の上流側では、その搬送路内に現像剤上方空間が余っており、この箇所の現像剤の嵩が増える分には再汲み上げが生じることはない。ただし、現像剤回収搬送路内の上流側の現像剤の嵩が単純に増えた場合、そこから下流側へ搬送される現像剤量も増加するため、下流側の現像剤の嵩も増えてしまい、上述したように、現像剤回収搬送路内の下流側において再汲み上げの問題が生じてしまう。
また、請求項2の発明は、請求項1に記載の現像装置において、上記回収搬送スクリューの回転軸回転方向は、上記現像剤担持体の表面と対向する箇所で該回収搬送スクリューの外周部が上方から下方へ移動する方向であり、上記搬送路断面積は、上記回収搬送スクリューの回転軸を挟んで上記現像剤担持体から離れた側の仕切壁部分の厚みを該現像剤回収搬送路の現像剤搬送方向下流側よりも上流側の方が薄くすることで、該現像剤回収搬送路の現像剤搬送方向下流側よりも上流側の方を大きくしたことを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、潜像担持体と該潜像担持体上の潜像を現像する現像装置とを一体的に支持し、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、上記現像装置として、請求項1又は2に記載の現像装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、潜像担持体と、該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、トナー及びキャリアを含む二成分現像剤により該潜像担持体上の潜像を現像する現像装置とを有し、該現像装置により該潜像担持体上に形成されたトナー像を最終的に記録材へ転移させて、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、上記現像装置として、請求項1又は2に記載の現像装置を用いたことを特徴とするものである。
本発明者らは、この点に着目し、本発明において、現像剤回収搬送路の搬送路断面積(現像剤搬送方向に対して直交する断面積)から、回収搬送スクリューのスクリュー投影面積(羽部を現像剤回収搬送路の現像剤搬送方向へ投影したときの投影面積)を差し引いた差分面積が、下流側よりも上流側の方が大きいという構成を採用した。この構成によれば、現像剤回収搬送路の上流側において現像剤が浮遊可能な現像剤上方空間を広げることができ、跳ね上げられた現像剤が空中に浮遊できる時間が長くなる。よって、現像剤回収搬送路の上流側では、現像剤上方空間に浮遊する現像剤の量が多くなる。したがって、回収搬送スクリューのスクリュー羽根の角度、スクリューピッチ、スクリュー羽根の条数を異ならせなくても、上流側の現像剤搬送能力を下流側の現像剤搬送能力よりも低くすることができる。しかも、この構成を実現する方法としては、現像剤回収搬送路の上流と下流との間で、搬送路断面積を異ならせる方法が挙げられる。この方法は、回収搬送スクリューのスクリュー羽根の角度、スクリューピッチ、スクリュー羽根の条数を異ならせる場合よりも、低コストで実現できる。
以下、本発明を画像形成装置としてのプリンタ100に適用した一参考例(以下、本参考例を「参考例1」という。)について説明する。各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
プリンタ100は、タンデム方式を採用するフルカラー画像を形成可能なカラー画像形成装置であり、ブラック、マゼンタ、イエロー、シアン(以下、それぞれ、K、M、Y、Cという。)の各色トナー像を形成する作像装置17K,M,Y,Cを備えている。これらの作像装置17K,M,Y,Cの下方には、下流側張架ローラ18及び上流側張架ローラ19に掛け回されて記録紙Pを表面に担持して搬送し、各作像装置17K,M,Y,Cの対向しながら表面移動する転写搬送ベルト15が配設されている。転写搬送ベルト15を挟んで各作像装置17K,M,Y,Cと対向する転写バイアスローラ5K,M,Y,Cを備えている。
図3は、現像装置3を図2の矢印F方向からみた各搬送スクリューの回転軸近傍の断面説明図である。
図4は、現像装置3を図2の矢印F方向から見た、現像装置3のケーシングである現像容器33内の現像剤の流れを説明する模式図である。
なお、図3及び図4中の矢印が現像容器33中の現像剤の流れを示している。
図5(b)は、本参考例1における現像装置3を現像スリーブ軸方向に対して直交する断面に沿って切断した回収搬送路38の現像剤搬送方向中央付近の断面図である。
図5(c)は、本参考例1における現像装置3を現像スリーブ軸方向に対して直交する断面に沿って切断した回収搬送路38の下流端付近の断面図である。
図6は、現像剤搬送能力及び現像剤攪拌能力について、図5(a)乃至(c)の各構成の相対関係を示すグラフである。
なお、ここでいう「現像剤搬送能力」とは、単位時間当たりの現像剤搬送量を示すもので、現像剤の平均的な速度(移送速度)に置き換えても良い。また、「現像剤攪拌能力」は、局所的に高トナー濃度部分(最大トナー濃度値を示す部分)が存在する現像剤において高トナー濃度部分が分散して現像剤の最大トナー濃度値が低下していく速度を示すもので、分散性と言い換えることができる。
次に、上記参考例1の現像装置3における回収搬送路を変形した本発明の実施形態について説明する。
図8(a)は、本実施形態における現像装置を現像スリーブ軸方向に対して直交する断面に沿って切断した回収搬送路38’の上流端付近の断面図である。
図8(b)は、本実施形態における現像装置を現像スリーブ軸方向に対して直交する断面に沿って切断した回収搬送路38’の現像剤搬送方向中央付近の断面図である。
図8(c)は、本実施形態における現像装置を現像スリーブ軸方向に対して直交する断面に沿って切断した回収搬送路38’の下流端付近の断面図である。
次に、本発明を画像形成装置としてのプリンタ100に適用した他の参考例(以下、本参考例を「参考例2」という。)について説明する。
なお、上記参考例1と同様の構成及び動作については、説明を省略し、上記参考例1とは異なる点についてのみ以下説明する。
図10(a)は、本参考例2における現像装置を現像スリーブ軸方向に対して直交する断面に沿って切断した回収搬送路38の上流側半分の断面図である。
図10(b)は、本参考例2における現像装置を現像スリーブ軸方向に対して直交する断面に沿って切断した回収搬送路38の下流側半分の断面図である。
また、上記参考例1においては、回収搬送路38の搬送路断面積を下流側よりも上流側の方が大きくなるようにして、上記差分面積を回収搬送路38の下流側よりも上流側の方が大きくなるようにしている。これにより、回収スクリュー40の構成を部分的に改変することなく、回収搬送路38の上流側の現像剤搬送能力を低くすることができる。
特に、上記参考例1においては、回収スクリュー40の回転軸回転方向が、現像スリーブ34aの表面と対向する箇所で回収スクリュー40の外周部が上方から下方へ移動する方向であり、回収搬送路38の搬送路断面積は、回収スクリュー40の回転軸を挟んで現像スリーブ34aから離れた側の現像剤上方空間を広げることで、回収搬送路38の現像剤搬送方向下流側よりも上流側の方が大きくなるように構成している。これにより、現像剤上方空間に舞い上がった現像済み現像剤が現像スリーブ34aの表面に付着してしまう事態を抑制することができる。
また、上記参考例1(上記実施形態を除く。)において、回収搬送路38における現像剤上方空間を形成する内壁面が、鉛直方向上方を向いた部分の水平面に対する傾斜角が回収搬送路38内の現像剤の安息角よりも大きくなるように構成されている。これにより、回収搬送路38の当該内壁面に現像剤が堆積して滞留する事態が抑制される。
また、上記実施形態においては、供給搬送路37と回収搬送路38との間を仕切る仕切壁36の厚みを回収搬送路38の下流側よりも上流側の方を薄くすることで、回収搬送路38の搬送路断面積が下流側よりも上流側の方が大きくなるように構成されている。これにより、低い製造コストで、回収搬送路38の上流側の現像剤搬送能力を低くすることができる。
特に、上記実施形態においては、回収スクリュー40の回転軸を挟んで現像スリーブ34aから離れた側の仕切壁部分の厚みを下流側よりも上流側の方が薄くなるようにすることで、回収搬送路38の搬送路断面積が下流側よりも上流側の方が大きくなるようにしている。これにより、現像剤上方空間に舞い上がった現像済み現像剤が現像スリーブ34aの表面に付着してしまう事態を抑制することができる。
また、上記参考例2においては、回収スクリュー40’のスクリュー投影面積を回収搬送路38の下流側よりも上流側の方が小さくなるようにすることで、上記差分面積が回収搬送路38の下流側よりも上流側の方が大きくなるように構成している。回収スクリュー40’のスクリュー投影面積を小さくすることは、スクリュー羽の外周部分を削るという簡単な加工で実現できるので、低コストで、回収搬送路38の上流側の現像剤搬送能力を低くすることができる。
特に、上記参考例2においては、回収スクリュー40’のスクリュー投影面積の小さい羽部が取り付けられる回転軸部分の径が、スクリュー投影面積の大きい羽部が取り付けられる回転軸部分の径よりも小さいので、回収搬送路38の上流側に収容可能な現像剤の量を増やすことができる。
2 帯電装置
3 現像装置
15 転写搬送ベルト
16 露光装置
17 作像装置
32 現像剤
33 現像容器
34,302 現像ローラ
34a 現像スリーブ
34b マグネットローラ
35 現像ドクタ
36 仕切壁
37 供給搬送路
38,38’ 回収搬送路
39,304 供給スクリュー
40,40’,305 回収スクリュー
41,42 開口部
45 トナー補給口
315 搬送スクリュー
Claims (4)
- 現像剤担持体に沿って現像剤担持体回転軸方向に延びる現像剤供給搬送路中を搬送部材によって搬送されているトナーとキャリアとを含んだ二成分現像剤を、回転している該現像剤担持体の表面に担持させることにより、該現像剤担持体の表面に担持された二成分現像剤を現像領域へ搬送し、現像領域にて二成分現像剤中のトナーを潜像担持体表面上の潜像に付着させて該潜像を現像するとともに、現像領域を通過した二成分現像剤を該現像剤担持体から該現像剤供給搬送路とは別の搬送路である現像剤回収搬送路に回収する現像装置において、
上記現像剤供給搬送路の現像剤搬送方向下流側端部まで搬送された二成分現像剤を、上記現像剤回収搬送路を介して又は該現像剤回収搬送路とは別の搬送路を介して、該現像剤供給搬送路の現像剤搬送方向上流側端部へ搬送する循環搬送機構を有しており、
回転軸周りに螺旋状の羽部が設けられた回収搬送スクリューを上記現像剤回収搬送路に配置し、該回収搬送スクリューの回転軸を回転駆動させることで、その回転軸方向に沿って該現像剤回収搬送路内を二成分現像剤が搬送される構成となっており、
上記現像剤回収搬送路における現像剤搬送方向に対して直交する断面積である搬送路断面積から、上記回収搬送スクリューの羽部を該現像剤回収搬送路の現像剤搬送方向へ投影したときの投影面積であるスクリュー投影面積を差し引いた差分面積が、該現像剤回収搬送路の現像剤搬送方向下流側よりも上流側の方が大きくなるように、該搬送路断面積について該現像剤回収搬送路の現像剤搬送方向下流側よりも上流側の方を大きくした構成となっており、
上記搬送路断面積は、上記現像剤供給搬送路と上記現像剤回収搬送路との間を仕切る仕切壁の厚みを、該現像剤回収搬送路の現像剤搬送方向下流側よりも上流側の方を薄くすることで、該現像剤回収搬送路の現像剤搬送方向下流側よりも上流側の方を大きくしたことを特徴とする現像装置。 - 請求項1に記載の現像装置において、
上記回収搬送スクリューの回転軸回転方向は、上記現像剤担持体の表面と対向する箇所で該回収搬送スクリューの外周部が上方から下方へ移動する方向であり、
上記搬送路断面積は、上記回収搬送スクリューの回転軸を挟んで上記現像剤担持体から離れた側の仕切壁部分の厚みを該現像剤回収搬送路の現像剤搬送方向下流側よりも上流側の方が薄くすることで、該現像剤回収搬送路の現像剤搬送方向下流側よりも上流側の方を大きくし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上の潜像を現像する現像装置とを一体的に支持し、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、
上記現像装置として、請求項1又は2に記載の現像装置を用いたことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 潜像担持体と、該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、トナー及びキャリアを含む二成分現像剤により該潜像担持体上の潜像を現像する現像装置とを有し、該現像装置により該潜像担持体上に形成されたトナー像を最終的に記録材へ転移させて、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
上記現像装置として、請求項1又は2に記載の現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
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