JP2007041209A - 現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】投入する現像剤量を調整することができるとともに、機械的機構が単純で省スペース化を図ることができる現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置の提供を目的としている。
【解決手段】現像剤担持体２２と、現像剤を収容する現像容器２１と、補給されるトナーと現像剤とを撹拌して現像容器内の現像剤を現像剤担持体に供給する現像剤供給部材２６、２７と、現像剤担持体上の現像剤を現像に適する厚さに設定する現像剤規制部材２３と、現像容器２１に投入する未使用の初期現像剤を収容するプリセットケース２９と、プリセットケース２９の現像容器側に設けられた初期現像剤投入用開口をシールし、現像装置４の使用開始時に現像剤担持体の長手方向に取り外し可能に取り付けられたシール部材３１とを備えた現像装置４において、プリセットケース２９内に電磁石３２を少なくとも１つは有し、電磁石３２によって吸着された初期現像剤を離脱可能にした。
【選択図】 図２

Description

本発明は、現像剤を収容する現像剤容器内へトナーが供給される現像装置及びこの現像装置を備えたプロセスカートリッジ並びにこれらを備えた画像形成装置に関する。

トナーとキャリアを含有する現像剤を収容する現像装置においては、画像を出力し続けると、現像剤中のトナーは現像領域で消費され、不足した分トナーが供給される。このとき、補給されたトナーと現像剤の混合が行われる（例えば特許文献１ないし特許文献６参照）。

特開平１０−６３０７４号公報 特開平７−１０４５６９号公報 特開平７−１３４４８６号公報 特開平６−２４２６８３号公報 特開平９−１８５２４２号公報 特開２００３−５５１６号公報

ところで、補給されたトナーと現像剤との混合過程を繰り返して行くと、キャリアの表面にトナーの添加物が付着し、トナーの帯電量が低下することでトナーの供給を抑え、トナー濃度の低下を招くことがある。そのことで、現像剤の嵩が低下し、汲み上げ不足による濃度ムラが発生する虞がある。

また、経時でのトナー濃度低下を見越して、初期現像剤をあらかじめ増やしておくことも可能ではあるが、環境等によるトナー濃度変動おいて現像容器内の現像剤許容量を超えると現像剤の分散不良を招き、トナーの帯電量を十分確保できず、トナー飛散や地汚れ等を引き起こす虞がある。

本発明は、前記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、投入する現像剤量を調整することができるとともに、機械的機構が単純で省スペース化を図ることができる現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することにある。

前記課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、トナーとキャリアを含有する現像剤を搬送して潜像担持体上に形成された潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に供給する為の現像剤を収容する現像容器と、補給されるトナーと現像剤とを撹拌し、前記現像容器内の現像剤を前記現像剤担持体に供給する現像剤供給部材と、前記現像剤担持体上の現像剤を現像に適する厚さに設定する現像剤規制部材と、前記現像容器に投入する未使用の初期現像剤を収容するプリセットケースと、前記プリセットケースの前記現像容器側に設けられた初期現像剤投入用開口をシールし、現像装置の使用開始時に前記現像剤担持体の長手方向に取り外し可能に取り付けられたシール部材とを備えた現像装置において、前記プリセットケース内に電磁石を少なくとも１つは有し、前記電磁石によって吸着された初期現像剤を離脱可能に構成したことを特徴とする。

また、請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記プリセットケース内に収容する初期現像剤は、現像装置の使用開始時に前記シール部材を取り外すことで、前記電磁石の影響を受けない初期現像剤は前記現像容器に投入され、前記電磁石の影響を受ける初期現像剤は前記現像容器に投入されることなく、前記プリセットケース内に留まることを特徴とする。

また、請求項３に記載された発明は、請求項１または請求項２に記載された発明において、トナー濃度低下による前記現像容器内の現像剤の嵩が低下したときに、前記電磁石に流している電気の強さを徐々に弱くしていくことで、前記電磁石に吸着された初期現像剤を徐々に離脱することを特徴とする。

また、請求項４に記載された発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか1項に記載の発明において、前記電磁石に直接的に初期現像剤が吸着しないように前記電磁石と初期現像剤との間に配設された透磁性部材を備えていることを特徴とする。

また、請求項５に記載された発明は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の発明において、前記プリセットケースは１つの壁を有し、２つの部屋を有することを特徴とする。

また、請求項６に記載された発明は、請求項５に記載された発明において、前記プリセットケースの１つの部屋に、前記電磁石を有し、その部屋には初期現像剤ではなくキャリアのみを収容することを特徴とする。

また、請求項７に記載されたプロセスカートリッジは、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の現像装置と、感光体と、帯電手段、現像手段、クリ−ニング手段から選ばれる少なくとも一つの手段とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であることを特徴とする。

また、請求項８に記載された画像形成装置は、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の現像装置を有することを特徴とする。

また、請求項９に記載された画像形成装置は、請求項７に記載のプロセスカートリッジを有することを特徴する。

本発明によれば、投入する現像剤量を調整することができるとともに、機械的機構が簡易で省スペース化を図ることができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。図１は中間転写ベルトを用いた、並べて備える複数の感光体にそれぞれ個別に現像装置を備え、各感光体上にそれぞれ単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を順次転写してシートに合成カラー画像を記録する、いわゆるタンデム型のカラー複写機の作像部分である。

図１を用いて作像プロセスの構成を簡単に説明する。画像形成装置において、図１に示すように、外周面に静電潜像が形成されるドラム状の潜像担持体である感光ドラム１ａ〜１ｄと、感光ドラム１ａ〜１ｄの外周面を規定電位に帯電するための帯電ローラ２ａ〜２ｄと、規定電位に帯電させた上記外周面に露光により静電潜像を形成する発光素子３ａ〜３ｄと、上記静電潜像をトナーの可視画像化する現像装置４ａ〜４ｄと、上記外周面に形成された可視画像を一旦転写する中間転写ベルト５と、転写紙に中間転写ベルト５の可視画像を転写する紙転写ベルト７と、定着装置８とを備えている。

本実施例では、感光体１a〜１ｄと、帯電手段２ａ〜２ｄと、現像手段４ａ〜４ｄと、クリ−ニング手段９ａ〜９ｄ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−トリッジである。

次に図１に基づき画像形成装置全体の動作を説明する。画像形成装置にあっては、回転自在に設けられた潜像担持体である感光ドラム１ａ〜１ｄを帯電ローラ２ａ〜２ｄが一様に帯電し、発光素子３ａ〜３ｄによって露光し静電潜像を形成する。上記静電潜像は現像装置４ａ〜４ｄにより非磁性トナーを付与されトナー像として可視画像化される。

次に、上記可視画像は中間転写ベルト手段１２ａ〜１２ｄによって、中間転写ベルト５に一旦転写され、レジストローラ対６を経て搬送された転写紙に、紙転写ベルト７によって中間転写ベルト５の可視画像が転写される。転写紙に転写された可視画像は、紙転写ベルトにより搬送され、定着装置８が可視画像に定着処理を施し永久画像を得る。

感光ドラム１上の転写残トナーはクリーニング装置９ａ〜９ｄにより除去される。また、中間転写ベルト上の残トナーは中間転写クリーニングブレード１２によって除去される。トナーボトルに充填されたニュートナーはトナー補給装置１０ａ〜１０ｄにより、機械本体の奥側のトナーホッパ部１１ａ〜１１ｄへ補給される。トナーホッパ部に貯められたトナーは、現像装置内にあるトナー濃度検知手段により、現像装置内のトナー濃度が低いと判断された場合、適量のトナーがホッパ内から現像装置４へ供給される。

図２は、現像装置４の概略構成を示す模式的断面図である。現像装置４は、図２に示すように、潜像担持体である感光ドラム１と対向して配置されており、現像容器２１と現像容器２１内の現像剤を担持する現像剤担持体としての現像スリーブ２２と、現像スリーブ２２上に担持された現像剤の穂高を規制するための現像剤既成部材としてのブレード２３を有している。

現像容器２１は垂直方向に仕切られた現像ローラと近い方に位置する現像室２４と、現像ローラから遠い方に位置する攪拌室２５に区画されている。現像室２４と攪拌室２５には、非磁性トナー（以下、トナーという）と磁性キャリア（以下、キャリアという）とを含有する現像剤（二成分現像剤）が収容されており、現像室２４と攪拌室２５の現像剤は循環している。

現像室２４と攪拌室２５には、それぞれ現像ローラと平行で、現像剤容器内の現像剤とトナーを、攪拌・搬送し、現像ローラへ現像剤を供給するための、回転自在な現像材供給部材としての現像剤攪拌・搬送手段２６（以下、第１スクリュという）と、この第１スクリュ２６と平行で、第１と対向する方向に、現像剤を攪拌・搬送させ、現像剤を循環させる、回転自在な現像材供給部材としての第２の現像剤攪拌・搬送手段２７（以下、第２スクリュという）が配置されている。

現像スリーブ２２は、非磁性材料で構成され、内部には磁界を発生するマグネット２８が固定配置されている。マグネット２８を内蔵する現像スリーブ２２は、ブレード２３によって層厚規制された二成分現像剤の層を現像領域に担持搬送し、感光ドラム１と対向する現像領域でトナーを感光ドラム１に供給して感光ドラム１に形成されている静電潜像を現像するようになっている。

また、現像装置４には現像容器２１に投入する未使用の初期現像剤３０を収容するプリセットケース２９が設けられ、現像装置４の使用開始時に、プリセットケース２９の現像容器側に設けられた初期現像剤投入用開口をシールしているシール部材３１を、現像装置４の長手方向に取り外すことで、初期現像剤３０を現像容器２１に投入する。

次に、図３及び図４を用いて本実施形態の特徴的な電磁石３２を設けたプリセットケース２９の概略構成を簡単に説明する。図２において攪拌室２５の上側で、図３及び図４示すように、プリセットケース２９の端部に電磁石３２を配置してある。

このような構成にすることで、プリセットケース２９内に収容する初期現像剤３０は、現像装置４の使用開始時にシール部材３１を取り外すことで、電磁石３２の影響を受けない初期現像剤４１は現像容器２１に投入され、電磁石３２の影響を受ける初期現像剤４２は現像容器２１に投入されることなく、プリセットケース内２９に留まる。そして、経時でのトナー濃度低下による現像容器２１内の現像剤の嵩が低下したときに、電磁石３２に流している電気の強さを徐々に弱くしていくことで、電磁石３２に吸着された初期現像剤４２を徐々に離脱することで、経時での現像剤の嵩低下で生じる汲み上げ不足による濃度ムラの発生を抑えることが可能である。

また、別の実施形態についても図５及び図６を用いて説明する。プリセットケース２９に仕切り板３３を設け、片方の部屋に電磁石３２を設け、その部屋には初期現像剤３０ではなくキャリア３４のみを収容し、別の部屋には電磁石３２は設けず初期現像剤３０を収容することで、現像装置４の使用開始前に初期現像剤３０とキャリア３４は混ざることはない。また、現像装置４の使用開始時にシール部材３１を取り外すことで、電磁石３２のない部屋の初期現像剤３０は現像容器２１に投入され、電磁石３２を設けている部屋のキャリア３４は現像容器２１に投入されることなく、プリセットケース２９内に留まる。

以上説明したように、本実施形態ではプリセットケース２９内に電磁石３２を少なくとも１つは有し、電磁石３２によって吸着された初期現像剤を離脱可能に構成したため、初期現像剤を投入したくないときは電磁石３２により吸着させておき、投入したいときに離脱可能である。特に磁界発生手段を電磁石３２としたことで、電流の強弱で、投入する現像剤量を調節することができるうえに、永久磁石よりも機械的機構が単純となり、スペース面でも優位であると考えられる。

また、本実施形態においてプリセットケース２９内に収容する初期現像剤は、現像装置４の使用開始時にシール部材３１を取り外すことで、電磁石３２の影響を受けない初期現像剤は現像容器２１に投入され、電磁石３２の影響を受ける初期現像剤は現像容器２１に投入されることなく、プリセットケース２９内に留まる。そのため、一部の初期現像剤を現像装置４の使用開始時ではなく、経時で投入することが可能である。

本実施形態では、トナー濃度低下による現像容器２１内の現像剤の嵩が低下したときに、電磁石３２に流している電気の強さを徐々に弱くしていくことで、電磁石３２に吸着された初期現像剤を徐々に離脱することを特徴としているため、経時で生じる濃度ムラを、初期現像剤を投入することで、現像剤の嵩を上げて、汲み上げ不足による濃度ムラの発生を抑えることが可能である。また、電流の強弱により投入したい初期現像剤の量を細かく調整することが可能である。

本実施形態では、電磁石３２に直接的に初期現像剤が吸着しないように電磁石３２と初期現像剤との間に配設された透磁性部材を備えているため、電磁石３２の内部まで初期現像剤の進入を防ぎ、完全に初期現像剤を離脱させることが可能である。

また本実施形態において、プリセットケース２９は１つの壁を有し、２つの部屋を有することを特徴としているため、初期現像剤とキャリアを収容することが可能であり、混ざることを防止することが可能である。

本実施形態では、プリセットケース２９の１つの部屋に、電磁石３２を有し、その部屋には初期現像剤ではなくキャリアのみを収容することを特徴としているため、現像装置４の使用開始時に初期現像剤を投入し、経時でキャリアを投入することが可能である。

本発明の一実施形態を含むタンデム型カラー複写機の作像部分の概略構成図である。 図１に示す複写機の現像装置の概略構成図である。 電磁石が設けられたプリセットケースの概略構成図である。 電磁石が設けられたプリセットケースの概略構成図である。 電磁石が設けられたプリセットケースの他の概略構成図である。 電磁石が設けられたプリセットケースの他の概略構成図である。

符号の説明

１ａ〜１ｄ 感光ドラム（潜像担持体）
２１ 現像容器
２２ 現像スリーブ（現像剤担持体）
２３ ブレード（現像剤規制部材）
２４ 現像室
２５ 攪拌室
２６、２７ スクリュ（現像剤供給部材）
２９ プリセットケース
３１ シール部材
３２ 電磁石

Claims (9)

1. トナーとキャリアを含有する現像剤を搬送して潜像担持体上に形成された潜像を現像する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体に供給する為の現像剤を収容する現像容器と、
   補給されるトナーと現像剤とを撹拌し、前記現像容器内の現像剤を前記現像剤担持体に供給する現像剤供給部材と、
   前記現像剤担持体上の現像剤を現像に適する厚さに設定する現像剤規制部材と、
   前記現像容器に投入する未使用の初期現像剤を収容するプリセットケースと、
   前記プリセットケースの前記現像容器側に設けられた初期現像剤投入用開口をシールし、現像装置の使用開始時に前記現像剤担持体の長手方向に取り外し可能に取り付けられたシール部材とを備えた現像装置において、
   前記プリセットケース内に電磁石を少なくとも１つは有し、前記電磁石によって吸着された初期現像剤を離脱可能に構成したことを特徴とする現像装置。
2. 前記プリセットケース内に収容する初期現像剤は、現像装置の使用開始時に前記シール部材を取り外すことで、前記電磁石の影響を受けない初期現像剤は前記現像容器に投入され、前記電磁石の影響を受ける初期現像剤は前記現像容器に投入されることなく、前記プリセットケース内に留まることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. トナー濃度低下による前記現像容器内の現像剤の嵩が低下したときに、前記電磁石に流している電気の強さを徐々に弱くしていくことで、前記電磁石に吸着された初期現像剤を徐々に離脱することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の現像装置。
4. 前記電磁石に直接的に初期現像剤が吸着しないように前記電磁石と初期現像剤との間に配設された透磁性部材を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか1項に記載の現像装置。
5. 前記プリセットケースは１つの壁を有し、２つの部屋を有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の現像装置。
6. 前記プリセットケースの１つの部屋に、前記電磁石を有し、その部屋には初期現像剤ではなくキャリアのみを収容することを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の現像装置と、感光体と、帯電手段、現像手段、クリ−ニング手段から選ばれる少なくとも一つの手段とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
8. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項７に記載のプロセスカートリッジを有することを特徴する画像形成装置。
   

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