JP4751680B2 - Developing device, process cartridge, and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置およびこれに採用される2成分現像方式の現像装置、プロセスカートリッジに関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, a printer, and the like, and a two-component developing type developing apparatus and a process cartridge employed therein.
従来、トナーと磁性キャリアからなる2成分現像剤(以下、現像剤という)を用いた現像装置が広く用いられている。図2に、現像装置の一例の概略構成図を示す。図2に示す現像装置は、固定配置された複数磁極を有する磁界発生手段2aを内包する回転可能なスリーブ2と、現像剤を攪拌搬送する現像剤攪拌搬送部材5、6と、スリーブ2上に担持された現像剤の量を規制する規制部材としてのドクタ4等を備えている。この現像装置では、現像剤攪拌搬送部材5、6により攪拌搬送された現像剤を、スリーブ2が内包する磁界発生手段2aの磁力により表面に汲み上げて担持して、感光体40と対向する現像領域まで搬送し、感光体40上の潜像にトナーを供給して現像を行う。現像後のトナーを消費した現像剤は、スリーブ2表面から現像装置内に解放され、現像剤攪拌搬送部材5、6により現像装置内の現像剤と攪拌され、再びスリーブ2表面に汲み上げられるというサイクルを繰り返す。このようなサイクルを繰り返すよう、磁界発生手段2aは、スリーブ2と感光体40の最近接位置に対向する現像極2b(S極)を備えている。また、現像剤の搬送方向に順に磁極2c(N極)、磁極2d(S極)、磁極2e(S極)、磁極2f(N極)を備えている。このうち、隣接する磁極2dと磁極2eとは同極の磁気特性を有しており、これらが形成する反発磁界により磁力が弱くなったところでスリーブ2表面から現像剤を現像装置内に解放する。また、磁極2eは現像剤攪拌搬送部材5近傍に配置され、現像剤を汲み上げて担持する汲み上げ極としての機能を有している。さらに、磁極2eと隣接する磁極2fとは異極性の磁気特性を有するように構成されており、汲み上げた現像剤を担持して搬送する機能を有している。図3は、磁界発生手段2aの汲み上げ磁極2eと隣接磁極2fとにより形成される磁力線を示したものである。また、図4は、この磁力線により汲み上げられる現像剤の様子を示したものである。図3、図4に示すように、この現像装置では、汲み上げ磁極2eの磁力により現像剤攪拌搬送部材5に搬送される現像剤の最上部の現像剤がスリーブ2表面に汲み上げられ、汲み上げた現像剤を汲み上げ磁極2eと隣接磁極2fにより形成される磁力により搬送する。また、スリーブ2に担持された現像剤は、搬送される途中に、磁極2fに対向して配置されるドクタ4により現像剤の厚みが適量になるよう規制される。
2. Description of the Related Art Conventionally, developing devices using a two-component developer (hereinafter referred to as a developer) composed of toner and a magnetic carrier have been widely used. FIG. 2 shows a schematic configuration diagram of an example of the developing device. The developing device shown in FIG. 2 includes a
また、上記現像装置に用いられる現像剤攪拌搬送部材5としては、スクリュウ状部材を長手方向両端部で支持して回転可能にしたものが広く用いられている。また、現像剤攪拌搬送部材5は軽量化の方向から、金属から樹脂で形成されるようになってきている。樹脂製のものは金属製のものに較べ現像剤の重みにより長手方向中央部で振れが発生しやすく、場所により現像剤の嵩の高さに部分的に差が生じてしまうことがある。さらに、スクリュウの羽根のピッチにより現像剤の嵩の高さに部分的に差が生じてしまうことがある。
Further, as the developer agitating and conveying
現像剤攪拌搬送部材により攪拌搬送される現像剤全体の嵩が、現像剤攪拌搬送部材の回転半径の最上部よりも十分高いときは、現像剤の最上部は現像剤攪拌搬送部材の振れや羽根のピッチによる影響を受け難いため、嵩の高さの部分的な差はほとんどない。また、現像剤の最上部はスリーブ2表面に近いので、十分な量の現像剤が汲み上げられる。
When the bulk of the developer stirred and conveyed by the developer agitating / conveying member is sufficiently higher than the uppermost part of the rotation radius of the developer agitating / conveying member, the uppermost part of the developer is the shake or blade of the developer agitating / conveying member. Therefore, there is almost no partial difference in bulkiness. Further, since the uppermost portion of the developer is close to the surface of the
しかしながら、トナー濃度が低くなったり、現像剤の帯電量が減ったりして、現像剤全体の嵩が低くなってくると、現像剤の最上部が現像剤攪拌搬送部材の振れや、スクリューの羽根ピッチによる影響を受け易くなり、上記のような現像剤の嵩の高さの部分的な差が生じてくる。また、現像剤の最上部がスリーブ2表面から遠くなり汲み上げ磁極2eの磁力が弱くなるので、現像剤の汲み上げ量は減少し、さらに、スリーブ2から現像剤の最上部までの距離の差、すなわち、現像剤の嵩の高さの差が汲み上げ量に大きな影響を与えるようになる。このように現像剤全体の嵩が低くなっていくと、現像剤攪拌搬送部材に起因する現像剤の部分的な嵩の差ができ、この差がそのまま汲み上げ量にも差として顕れ、画像上にピッチムラのような攪拌搬送部材の跡があらわれてしまう。
However, when the toner concentration becomes low or the charge amount of the developer decreases, and the bulk of the developer becomes low, the uppermost part of the developer is shaken by the developer agitating / conveying member or screw blades. It becomes easy to be influenced by the pitch, and a partial difference in the bulk of the developer as described above occurs. Further, since the uppermost part of the developer is far from the surface of the
特許文献1では、スリーブの回転方向に対して、現像剤の高さを規制する規制部材の上流で、現像剤攪拌搬送部材の下流に、汲み上げられた現像剤をスリーブに押し付ける第2の規制部材を設ける装置が提案されている。図8に、特許文献1の現像装置の概略構成図を示す。この現像装置では、第2の規制部材がスリーブに担持される現像剤層をスリーブに押し付けて均すことにより、スリーブ上に形成されていたピッチムラの跡はなくなり、現像剤層が均一になる。それを、さらに規制部材で必要な高さに規制してから現像領域に搬送することで、ピッチムラを解消する。 In Patent Document 1, the second regulating member that presses the pumped developer against the sleeve upstream of the regulating member that regulates the height of the developer with respect to the rotation direction of the sleeve and downstream of the developer stirring and conveying member. There has been proposed an apparatus for providing the above. FIG. 8 shows a schematic configuration diagram of the developing device of Patent Document 1. In FIG. In this developing device, the developer layer carried on the sleeve is pressed against the sleeve by the second regulating member and leveled, so that there is no trace of pitch unevenness formed on the sleeve, and the developer layer becomes uniform. By further restricting it to the required height with a restricting member, it is transported to the development area, thereby eliminating pitch unevenness.
特許文献1の現像装置では、第2の規制部材より上流でスリーブ上に汲み上げられた現像剤が多いときは、現像領域に均一な現像剤層を搬送することができる。しかしながら、さらにトナー濃度が低くなったり、高温高湿環境下で現像剤の帯電量が減ったりして、現像剤全体の嵩が大きく減ってしまうと、第2の規制部材より上流で第2の規制部材が現像剤を均すほど十分な現像剤を汲み上げられなくなる場合がある。このため、第2の規制部材が作用せず、現像剤層のムラが解消できずにピッチムラが発生してしまうことがあった。 In the developing device of Patent Document 1, when a large amount of developer is pumped up on the sleeve upstream from the second regulating member, a uniform developer layer can be conveyed to the developing region. However, if the toner density is further reduced, or the developer charge amount is reduced in a high-temperature and high-humidity environment, and the bulk of the developer is greatly reduced, the second upstream upstream of the second regulating member. In some cases, the regulating member may not be able to pump up enough developer to level out the developer. For this reason, the second restricting member does not act, and the unevenness of the developer layer cannot be eliminated and the pitch unevenness may occur.
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、2成分現像装置において、現像剤攪拌搬送部材の振れやピッチに起因したムラのない現像ができる現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above background, and an object of the present invention is a developing device capable of developing without unevenness due to the shake and pitch of the developer stirring and conveying member in the two-component developing device, A process cartridge and an image forming apparatus are provided.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、トナーと磁性キャリアからなる2成分現像剤を収容するケーシングと、該2成分現像剤を攪拌搬送する現像剤攪拌搬送部材と、固定配置された複数磁極を有する磁界発生手段を内包する回転可能な非磁性のスリーブからなり、該現像剤攪拌搬送部材に攪拌搬送された2成分現像剤を該スリーブ表面に汲み上げて担持して潜像担持体との対向領域に搬送する現像剤担持体とを備えた現像装置において、上記スリーブ回転方向に関して上記磁界発生手段の複数磁極のうち現像剤汲み上げ極より下流で、該現像剤汲み上げ極の下流に隣接した磁極よりも上流の領域を該スリーブの半径方向に該スリーブ表面よりも外側に延長した範囲で、かつ、上記現像剤攪拌搬送部材に攪拌される2成分現像剤の上面最下位置よりも該スリーブ表面から離れたところに、該スリーブに対向する面が非着磁面である汲み上げ補助磁界発生手段を設け、上記汲み上げ補助磁界発生手段の上記スリーブの回転方向に関して上流側が上記磁界発生手段の現像剤汲み上げ極と同極の磁極を有するよう構成したことを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の現像装置において、上記汲み上げ補助磁界発生手段の磁束密度が上記磁界発生手段の現像剤汲み上げ極の磁束密度と同等以上である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または2の現像装置において、上記汲み上げ補助磁界発生手段が該現像装置のケーシング外壁に配置されていることを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、像担持体と現像装置とを一体的に構成し、画像形成装置本体に脱着可能な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、2または3の現像装置を採用することを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、静電潜像を担持する像担持体と、該静電潜像をトナー像化する現像装置とを備えた画像形成装置において、上記現像装置として請求項1、2または3の現像装置を採用することを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、トナーと磁性キャリアからなる2成分現像剤を収容するケーシングと、該2成分現像剤を攪拌搬送する現像剤攪拌搬送部材と、固定配置された複数磁極を有する磁界発生手段を内包する回転可能な非磁性のスリーブからなり、該現像剤攪拌搬送部材に攪拌搬送された2成分現像剤を該スリーブ表面に汲み上げて担持して潜像担持体との対向領域に搬送する現像剤担持体とを備えた現像装置において、上記スリーブ回転方向に関して現像剤汲み上げ極と前記汲み上げ極の下流に隣接する磁極との間の領域を該スリーブの半径方向に該スリーブ表面よりも外側に延長した範囲で、かつ、上記現像剤攪拌搬送部材に攪拌される2成分現像剤の上面最下位置よりも該スリーブ表面から離れたところに、該スリーブに対向する面が非着磁面である汲み上げ補助磁界発生手段を設け、上記汲み上げ補助磁界発生手段の上記スリーブの回転方向に関して上流側が上記磁界発生手段の現像剤汲み上げ極と同極の磁極を有するよう構成したことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is fixedly disposed with a casing for containing a two-component developer composed of toner and a magnetic carrier, a developer agitating and conveying member for agitating and conveying the two-component developer. A latent image carrier comprising a rotatable non-magnetic sleeve containing magnetic field generating means having a plurality of magnetic poles, and pumping and carrying the two-component developer agitated and conveyed by the developer agitating and conveying member onto the surface of the sleeve And a developer carrying member conveyed to a region opposite to the developer, and a downstream of the developer pumping pole and adjacent to the developer pumping pole among the plurality of magnetic poles of the magnetic field generating means in the sleeve rotation direction. The region upstream of the magnetic pole is extended in the radial direction of the sleeve to the outside of the sleeve surface, and above the two-component developer stirred by the developer stirring and conveying member. Where than the lowest position remote from the sleeve surface, pumping surface facing the said sleeve is a non-magnetized surface an auxiliary magnetic field generating means, an upstream side with respect to the rotational direction of the sleeve of the pumping auxiliary magnetic field generating means The magnetic field generating means has a magnetic pole having the same polarity as the developer pumping pole .
According to a second aspect of the present invention , in the developing device of the first aspect , the magnetic flux density of the pumping auxiliary magnetic field generating means is equal to or higher than the magnetic flux density of the developer pumping pole of the magnetic field generating means. It is.
According to a third aspect of the present invention, in the developing device according to the first or second aspect , the pumping auxiliary magnetic field generating means is disposed on a casing outer wall of the developing device.
According to a fourth aspect of the present invention, in the process cartridge in which the image carrier and the developing device are integrally configured and detachable from the main body of the image forming apparatus, the developing device of the first, second or third aspect is used as the developing device. It is characterized by adopting.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising: an image carrier that carries an electrostatic latent image; and a developing device that converts the electrostatic latent image into a toner image. The present invention is characterized in that two or three developing devices are employed.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a casing containing a two-component developer composed of toner and a magnetic carrier, a developer agitating / conveying member for agitating and conveying the two-component developer, and a magnetic field having a plurality of magnetic poles fixedly arranged. Consisting of a rotatable non-magnetic sleeve containing the generating means, the two-component developer agitated and conveyed by the developer agitating and conveying member is pumped up and carried on the sleeve surface, and conveyed to a region facing the latent image carrier In the developing device including the developer carrier, the region between the developer pumping pole and the magnetic pole adjacent to the downstream of the pumping pole in the sleeve rotation direction is outside the sleeve surface in the radial direction of the sleeve. The sleeve is opposed to the sleeve at a position farther from the sleeve surface than the lowest position on the upper surface of the two-component developer stirred by the developer stirring and conveying member. Is provided with a pumping auxiliary magnetic field generating means having a non-magnetized surface, and the upstream side of the pumping auxiliary magnetic field generating means with respect to the rotation direction of the sleeve has a magnetic pole of the same polarity as the developer pumping pole of the magnetic field generating means. It is characterized by.
これらの発明では、現像剤汲み上げ極と下流に隣接する磁極との間の領域をスリーブの半径方向にスリーブ表面よりも外側に延長した範囲で、スリーブ表面から現像剤攪拌搬送部材に攪拌される現像剤の上面最下位置よりも離れたところに、スリーブに対向する面が非着磁面である汲み上げ補助磁界発生手段を設ける。図5は、このような汲み上げ補助磁界発生手段を設けたときの、現像剤汲み上げ極2e、下流に隣接する磁極2fと汲み上げ補助磁界発生手段7とにより形成される磁力線を示したものである。図6は、これらの磁力線により汲み上げられる現像剤の様子を示したものである。この汲み上げ補助磁界発生手段7の磁力は、汲み上げ補助磁界発生手段7が配置された領域の近傍にある現像剤に作用し、この領域近傍の現像剤を穂立ちさせて持ち上げる。すなわち、現像剤汲み上げ極2eと隣接磁極2fとの間の領域に対向し、現像剤攪拌搬送部材に攪拌される現像剤を下方からスリーブ表面方向に向けて持ち上げて穂立ちさせ、嵩を擬似的に高くして、スリーブ2に近接させる。現像剤全体の嵩が元々高い場合は、スリーブ2は現像剤攪拌搬送部材5に搬送される現像剤の最上部から直接現像剤を汲み上げ、さらに、汲み上げ補助磁界発生手段7により穂立ちした現像剤の最上部より現像剤を汲み上げる。また、現像剤全体の嵩が低くなった場合は、汲み上げ補助磁界発生手段7により穂立ちしてスリーブ2に近接してきた現像剤の最上部より現像剤を汲み上げる。汲み上げ補助磁界発生手段7により穂立ちした現像剤の最上部は、現像剤攪拌搬送部材の振れや、スクリューの羽ピッチによる影響を直接受けたものではないのでムラは少なく、それに伴い汲み上げ量のムラも少なくなる。また、持ち上げられてスリーブ2に近接してきた現像剤より汲み上げているので、汲み上げ量が安定し、ピッチムラはなくなる。よって、現像剤全体の嵩の高さが変動しても、現像剤攪拌搬送部材の振れやピッチに起因するムラのない汲み上げ量とすることができ、これに伴いムラのない現像ができる。
In these inventions, the development agitated from the sleeve surface to the developer agitating / conveying member in a range in which the region between the developer pumping pole and the magnetic pole adjacent downstream is extended outward from the sleeve surface in the radial direction of the sleeve. A pumping auxiliary magnetic field generating means having a non-magnetized surface on the surface facing the sleeve is provided at a position farther from the lowermost position of the top surface of the agent. FIG. 5 shows lines of magnetic force formed by the
なお、本発明では、スリーブ表面から現像剤攪拌搬送部材に攪拌される現像剤の上面最下位置よりも離れたところに、現像剤を下から持ち上げて穂立ちさせるような汲み上げ補助磁界発生手段7を設けている。これは、以下の理由によるものである。現像剤攪拌搬送部材が重力に逆らって現像剤を押し上げてスリーブに供給する際、現像剤攪拌搬送部材が低い位置にあると、スリーブまでの距離が遠くなり、十分な汲み上げ量が得られない。このため、現像剤攪拌搬送部材とスリーブとの間に現像剤搬送用マグネットローラを設けて、現像剤攪拌搬送部材からスリーブに現像剤を搬送する技術が公知である(例えば、特開平2−171787号公報、特公平5−13316号公報参照)。これは、現像剤搬送用マグネットローラを回転させるための駆動装置、永久磁石に多数の磁極が必要なマグネットローラ等が必要になり、装置が複雑化大型化するという不具合がある。また、現像剤攪拌搬送部材とスリーブとの間に配置され、現像剤攪拌搬送部材から汲み上げられる現像剤を磁力で捕らえるマグネットを備え、スリーブ内の汲み上げ磁極でマグネットが捕らえた現像剤を磁力でスリーブ表面に引きよせる技術も公知である(例えば、特開平10−48951号公報参照)。これらはいずれも、現像剤攪拌搬送部材とスリーブとの間のスリーブに近接した位置にマグネットを設けるものであり、スリーブに搬送される現像剤の動きに悪影響を及ぼす可能性もあり、マグネットの配置する適切な位置、磁力の選択が難しいものとなっている。一方、本発明では、これらと異なり、スリーブ表面から現像剤攪拌搬送部材に攪拌される現像剤の上面最下位置よりも離れたところに汲み上げ補助磁界発生手段7を設けている。このように汲み上げ補助磁界発生手段7をスリーブ表面から離れたところに設けているため、汲み上げ補助磁界発生手段7がスリーブに搬送される現像剤の動きに悪影響を及ぼすことなく、上記作用を発揮できる。 In the present invention, the pumping auxiliary magnetic field generating means 7 for lifting the developer from the bottom and making it stand up away from the lowermost position of the upper surface of the developer stirred by the developer stirring and conveying member from the sleeve surface. Is provided. This is due to the following reason. When the developer agitating / conveying member pushes up the developer against gravity and supplies it to the sleeve, if the developer agitating / conveying member is at a low position, the distance to the sleeve becomes long and a sufficient pumping amount cannot be obtained. For this reason, a technique for providing a developer conveying magnet roller between the developer agitating and conveying member and the sleeve and conveying the developer from the developer agitating and conveying member to the sleeve is known (for example, JP-A-2-171787). No. 5 and Japanese Patent Publication No. 5-13316). This requires a driving device for rotating the developer conveying magnet roller, a magnet roller that requires a large number of magnetic poles for the permanent magnet, and the apparatus becomes complicated and large. In addition, it is provided between the developer agitating and conveying member and the sleeve, and includes a magnet that captures the developer pumped up from the developer agitating and conveying member by magnetic force. The developer captured by the magnet by the pumping magnetic pole in the sleeve is magnetically sleeved. A technique for attracting the surface is also known (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-48951). In both cases, a magnet is provided at a position close to the sleeve between the developer agitating and conveying member and the sleeve, which may adversely affect the movement of the developer conveyed to the sleeve. It is difficult to select an appropriate position and magnetic force. On the other hand, in the present invention, unlike these, the pumping auxiliary magnetic field generating means 7 is provided at a position away from the lowermost position on the upper surface of the developer stirred by the developer stirring and conveying member from the sleeve surface. Since the pumping auxiliary magnetic field generating means 7 is provided at a position away from the sleeve surface in this way, the pumping auxiliary magnetic field generating means 7 can exhibit the above-described action without adversely affecting the movement of the developer conveyed to the sleeve. .
請求項1乃至6の発明によれば、2成分現像装置において、現像剤攪拌搬送部材の振れやピッチに起因したムラのない現像ができるという優れた効果がある。 According to the first to sixth aspects of the invention, in the two-component developing device, there is an excellent effect that the development without unevenness due to the shake and pitch of the developer stirring and conveying member can be performed.
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真式のカラープリンタ(以下、プリンタという)に適用した一実施形態について説明する。図1は、本発明の実施形態に係わるプリンタの全体構成の概略図である。このプリンタは、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの4つのトナー像形成手段12Y、C、M、Kを横に並べて配置してタンデム画像形成部10を構成する。このタンデム画像形成部10においては、個々のトナー像形成手段12Y、C、M、Kが、図中左から順に配置されている。ここで、各符号の添字Y、C、M、Kは、それぞれイエロー・シアン・マゼンタ・ブラック用の部材であることを示す。また、タンデム画像形成部10の個々のトナー像形成手段12Y、C、M、Kは、潜像担持体としてのドラム状の感光体40Y、C、M、Kを備えている。
Hereinafter, an embodiment in which an image forming apparatus to which the present invention is applied is applied to an electrophotographic color printer (hereinafter referred to as a printer) will be described. FIG. 1 is a schematic diagram of the overall configuration of a printer according to an embodiment of the present invention. In this printer, four toner
なお、各色のトナー像形成手段12Y、C、M、Kは、一体的に形成され、本体に着脱可能なプロセスカートリッジとしてもよい。これらのプロセスカートリッジは、プリンタ本体に固定された図示しないガイドレールに沿って、プリンタ本体から引き出すことができる。また、このプロセスカートリッジをプリンタ本体に押し込むことによって、トナー像形成手段12Y、C、M、Kを所定の位置に装填することができる。
The toner
ここで、トナー像形成手段12Y、C、M、Kは、それぞれ同じ構成、動作をおこなうものとなっている。そこで、以下各符号の添字Y、C、M、Kを省略し、トナー像形成手段12として説明をおこなう。図2は、トナー像形成手段12の概略構成図である。図中時計方向に回転する感光体40のまわりに、帯電装置17、現像装置1、クリーニング装置19が順に配置されている。
Here, the toner
タンデム画像形成部10の下部には、潜像形成手段としての露光装置4を設ける。この露光装置4は、画像データに基づいて各感光体40の表面にレーザ光を走査しながら照射するように構成されている。
An
タンデム画像形成部10の直ぐ上には、中間転写ベルト11と、各感光体40上に形成されたトナー像を中間転写ベルト11上に転写するための一次転写ローラ13Y、C、M、Kを備えている。また、中間転写ベルト11を支持するローラを複数備えており、図中反時計回りに中間転写ベルト11を回転可能とする。さらに、中間転写ベルト11の駆動方向に関して1次転写ローラ13Y、C、M、Kより下流の支持ローラの対向側には、2次転写装置としての2次転写ローラ15を備えている。また、中間転写ベルト11の駆動方向に関して二次転写位置より下流には、画像転写後に中間転写ベルト11上に残留する残留トナーを除去するベルトクリーニング装置を備えている。
Immediately above the tandem
また、2次転写装置の上部には、記録体上のトナー像を定着する定着装置16を備えている。定着装置16は、定着ローラに加圧ローラを押し当てて構成する。
A fixing
また、プリンタ下部には、給紙ユニット14を備えている。給紙ユニットは、給紙カセットから記録体を二次転写領域に搬送する。
A
つぎに、上記プリンタの動作を説明する。個々のトナー像形成手段12M、Y、C、Kで各感光体40を回転し、感光体40の回転とともに、帯電装置18で感光体40の表面を一様に帯電する。次いで、画像データを露光装置18からのレーザによる書込み光を照射して各感光体40上に静電潜像を形成する。その後、各現像装置1によりトナーが付着され静電潜像を可視像化することで各感光体40上にそれぞれ、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの単色画像を形成する。また、不図示の駆動モータで中間転写ベルト11を回転搬送して、その可視像を1次転写ローラ13M、Y、C、Kで中間転写ベルト11上に順次転写する。これによって中間転写ベルト11上に重ね合わせされた合成カラー画像を形成する。一方、画像を転写した後の各感光体40は、クリーニング装置19により表面に残留したトナーを除去され、次の画像形成に備える。
Next, the operation of the printer will be described. Each
また、上記画像形成のタイミングにあわせて、給紙ユニット14内の給紙カセットから記録体の先端が繰り出され、上記画像形成動作とタイミングを取りながら、二次転写ローラ15と中間転写ベルト11との間に搬送される。ここで、中間転写ベルト11と二次転写ローラ15とは記録媒体を挟んでいわゆる二次転写ニップを形成し、中間転写ベルト11上の重ね合わせトナー像を記録媒体上に二次転写する。
Further, the leading edge of the recording body is fed out from the paper feed cassette in the
二次転写後の記録媒体は定着ユニット16へと送り込まれ、定着装置で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して、機外へ排出される。一方、画像転写後の中間転写ベルト11は、図示しないベルトクリーニング装置で、中間転写ベルト11上に残留する残留トナーを除去され、次の画像形成に備える。
The recording medium after the secondary transfer is sent to the fixing
次に、本実施形態の特徴部である現像装置1について詳しく説明する。図7は、本実施形態のプリンタに採用される現像装置1の概略構成図である。図7に示す現像装置は、固定配置された複数磁極を有する磁界発生手段2aを内包する回転可能な非磁性のスリーブ2と、現像剤を攪拌搬送する現像剤攪拌搬送部材としてのスクリュウ5、6と、スリーブ2上に担持された現像剤の量を規制する規制部材としてのドクタ4と、現像装置1内のトナー濃度を測定してトナーホッパーからトナーを補給するための図示しないTセンサ等を備えている。
Next, the developing device 1 that is a characteristic part of the present embodiment will be described in detail. FIG. 7 is a schematic configuration diagram of the developing device 1 employed in the printer of the present embodiment. The developing device shown in FIG. 7 includes a rotatable
磁界発生手段2aはマグネットローラであり、複数の磁極を有している。このマグネットローラは、プラスチックローラに複数のマグネットブロックを埋め込むことで形成されている。また、プラスチック樹脂粉末(高分子化合物)に磁性粉を分散混練した所謂プラスチックマグネット、あるいはゴムマグネットを磁場印加しながら押し出し成形又は射出成形して、その後現像極部分にマグネットブロックを埋設することで得ることもできる。磁界発生手段2aとしては、図示のように5つの磁石を有するいわゆる6極磁極のものを用いた。詳しくは、スリーブ2と感光体40の最近接位置に対向する位置には、現像極2b(S極)を備えている。そして、現像剤の搬送方向に順に磁極2c(N極)、磁極2d(S極)、磁極2e(S極)、磁極2f(N極)を備えている。なお、本実施形態の磁界発生手段2aとしてはこのような構成のものを用いたが、必要に応じて8極や10極で構成したものを用いても良い。
The magnetic field generating means 2a is a magnet roller and has a plurality of magnetic poles. This magnet roller is formed by embedding a plurality of magnet blocks in a plastic roller. Further, a so-called plastic magnet in which magnetic powder is dispersed and kneaded in plastic resin powder (polymer compound) or rubber magnet is extruded or injection molded while applying a magnetic field, and then a magnet block is embedded in the development pole portion. You can also. As the magnetic field generating means 2a, a so-called six-pole magnetic pole having five magnets as shown in the figure was used. Specifically, a developing
そして、本実施形態の現像装置では、磁極2eより下流で磁極2fより上流の領域をスリーブ2の半径方向にスリーブ表面よりも外側に延長した範囲で、スクリュウ5に攪拌される現像剤の上面最下位置よりもスリーブ2から離れたところに汲み上げ補助磁界発生手段7を設けた。ここで、現像剤の上面最下位置とは、現像剤の嵩が最も低くなったときの現像剤上面の位置であり、具体的にはトナー濃度が0%のときの現像剤の嵩の高さを最下位置として用いればよい。汲み上げ補助磁界発生手段7としては、スリーブ2に対向する面は非着磁面であり、スリーブ2の回転方向に関して上流面が、スリーブ2の回転方向に関して上流側に近接する汲み上げ磁極2eと同極性の磁極を有するような磁石を用いた。
In the developing device of the present embodiment, the uppermost surface of the developer agitated by the
図5に、このような汲み上げ補助磁界発生手段7を設けたときの、汲み上げ磁極2e、隣接磁極2fと汲み上げ補助磁界発生手段7により形成される磁力線を示す。図6は、これらの磁力線により汲み上げられる現像剤の様子を示したものである。この汲み上げ補助磁界発生手段7の磁力は、汲み上げ補助磁界発生手段7が配置された領域の近傍にある現像剤に作用し、この領域近傍の現像剤を穂立ちさせて持ち上げる。すなわち、現像剤汲み上げ極2eと隣接磁極2fとの間の領域に対向し、スクリュウ5に攪拌される現像剤を下方からスリーブ表面方向に向けて持ち上げて穂立ちさせ、嵩を擬似的に高くして、スリーブ2に近接させる。現像剤全体の嵩が元々高い場合は、スリーブ2はスクリュウ5に搬送される現像剤の最上部から直接現像剤を汲み上げ、さらに、汲み上げ補助磁界発生手段7により穂立ちしてスリーブ2に近接してきた現像剤の最上部より現像剤を汲み上げる。また、現像剤全体の嵩が低くなった場合は、汲み上げ補助磁界発生手段7により穂立ちしてスリーブ2に近接してきた現像剤の最上部より現像剤を汲み上げる。汲み上げ補助磁界発生手段7により穂立ちした現像剤の最上部は、現像剤攪拌搬送部材の振れや、スクリューの羽ピッチによる影響を直接受けたものではないのでムラは少なく、それに伴い汲み上げ量のムラも少なくなる。また、持ち上げられてスリーブ2に近接した現像剤より汲み上げているので、スクリュー5が回転により振れても、汲み上げ量が安定し、ピッチムラはなくなる。よって、現像剤全体の嵩の高さが変動しても、現像剤攪拌搬送部材の振れやピッチに起因するムラのない汲み上げ量とすることができ、これに伴いムラのない現像ができる。
FIG. 5 shows lines of magnetic force formed by the pumping
このような汲み上げ補助磁界発生手段7は、現像装置1内に配置することもできる。しかし、本実施形態では、図7で示すように、磁極2eより下流で磁極2fより上流の領域をスリーブ2の半径方向にスリーブ表面よりも外側に延長した範囲で、スクリュウ5に攪拌される現像剤の上面最下位置よりもスリーブ2からの離れたところのケーシング9の外壁に配置した。このようにケーシング9の外壁に配置することにより、汲み上げ補助磁界発生手段7に直接現像剤が接触することを回避でき、経時的に初期状態と同じ性能を発揮することができる。
Such a pumping auxiliary magnetic field generating means 7 can be arranged in the developing device 1. However, in this embodiment, as shown in FIG. 7, the development stirred by the
また、汲み上げ補助磁界発生手段7のスリーブ2の回転方向に関して上流面が、スリーブ2の回転方向に関して上流側に近接する汲み上げ磁極2eと同極性の磁極を有するような磁石を用いている。そこで、汲み上げ補助磁界発生手段7は、汲み上げ磁極2eに対して反発磁界を生じる。この反発磁界が汲み上げ補助磁界発生手段7と汲み上げ磁極2eとの磁場を歪ませることにより、スクリュウ5の上部に現像剤を穂立ちさせるのではなく、側面から上部にかけての広い範囲で現像剤を持ち上げるように穂立ちさせることができる。よって、嵩が低くなった現像剤をスリーブに近接させる位置まで持ち上げることができる。
Further, a magnet is used in which the upstream surface of the pumping auxiliary magnetic field generating means 7 has the same polarity as the pumping
本実施形態の汲み上げ補助磁界発生手段7としては、具体的には断面4mm×3mmで80mTの磁力のものを用いており、磁束密度が汲み上げ磁極2eと同等以上の大きさになるようにしている。汲み上げ補助磁界発生手段7の磁力が汲み上げ磁極2eよりも小さいと、汲み上げに寄与しないことが実機にて確認されている。
As the pumping auxiliary magnetic field generating means 7 of the present embodiment, specifically, one having a cross section of 4 mm × 3 mm and a magnetic force of 80 mT is used so that the magnetic flux density is equal to or larger than that of the pumping
また、汲み上げ補助磁界発生手段7は、汲み上げ極2eと隣接磁極2fの極上までの角度範囲にあれば上記現像剤汲み上げ補助作用に効果が認められた。これは接線方向の磁束密度が高いためと考えられる。また、上記範囲を超えた位置に汲み上げ補助磁界発生手段7を配置した場合、現像剤が穂立ち難くなく現像剤汲み上げへの寄与が期待できなくなった。
Further, if the pumping auxiliary magnetic field generating means 7 is within an angle range between the
以上、本実施形態に係るプリンタにおいては、現像剤汲み上げ磁極2eより下流で隣接磁極2fより上流の領域をスリーブ2の半径方向にスリーブ2表面よりも外側に延長した範囲で、スクリュウ5に攪拌される現像剤の上面最下位置よりもスリーブからの離れたところに、スリーブに対向する面が非着磁面である汲み上げ補助磁界発生手段7を設ける。この汲み上げ補助磁界発生手段7は磁力によりその近傍にある現像剤を持ち上げて穂立ちさせ、嵩を擬似的に高くして、スリーブ2に近接させる。現像剤全体の嵩が低くなったときも、スリーブ2は、この穂立ちした現像剤の最上部より現像剤を汲み上げて担持する。汲み上げ補助磁界発生手段7により穂立ちした現像剤の最上部は、現像剤攪拌搬送部材の振れや、スクリューの羽ピッチによる影響を直接受けたものではないのでムラが少ない。また、最上部はスリーブ2近接するので、汲み上げ量も安定する。このため、汲み上げ量のムラも少なくなり、スクリュウ5の振れやピッチによるムラのない現像が行える。
また、汲み上げ補助磁界発生手段7のスリーブ2の回転方向に関して上流面が、汲み上げ磁極2eと同極性の磁極を有するような磁石を用いる。そこで、汲み上げ補助磁界発生手段7は、汲み上げ磁極2eに対して反発磁界を生じる。この反発磁界が汲み上げ補助磁界発生手段7と汲み上げ磁極2eとの磁場を歪ませることにより、スクリュウ5の上部に現像剤を穂立ちさせるのではなく、側面から上部にかけての広い範囲で現像剤を持ち上げるように穂立ちさせることができる。よって、嵩が低くなった現像剤をスリーブに近接させる位置まで持ち上げることができる。
また、汲み上げ補助磁界発生手段7の磁束密度が汲み上げ磁極2eよりも同等以上大きくなるようにすることで、汲み上げ補助磁界発生手段7が効率よく現像剤を穂立ちさせることができる。
また、汲み上げ補助磁界発生手段7は、ケーシング9の外壁に配置する。これにより、汲み上げ補助磁界発生手段7に直接現像剤が接触することを回避でき、経時的に初期状態と同じ性能を発揮することができる。
また、感光体40と現像装置1とを一体的に構成し、画像形成装置本体に脱着可能なプロセスカートリッジとすることで、メンテナンスの容易性が図れる。
As described above, in the printer according to the present embodiment, the
Further, a magnet whose upstream surface with respect to the rotation direction of the
Further, by making the magnetic flux density of the pumping auxiliary magnetic field generating means 7 equal to or greater than that of the pumping
The pumping auxiliary magnetic field generating means 7 is disposed on the outer wall of the
In addition, since the
1 現像装置
2 スリーブ
2a 磁界発生手段
2b 現像極
2c、2d、2f 磁極
2e 汲み上げ磁極
4 ドクタ
5,6 スクリュウ
7 汲み上げ補助磁界発生手段
8 第2現像剤規制部材
9 ケーシング
10 タンデム画像形成部
11 中間転写ベルト
12Y、C、M、K トナー像形成手段
13Y、C、M、K 1次転写ローラ
14 給紙ユニット
15 2次転写ローラ
16 定着装置
17 帯電装置
18 露光装置
19 クリーニング装置
40 感光体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
上記スリーブ回転方向に関して上記磁界発生手段の複数磁極のうち現像剤汲み上げ極より下流で、該現像剤汲み上げ極の下流に隣接した磁極よりも上流の領域を該スリーブの半径方向に該スリーブ表面よりも外側に延長した範囲で、かつ、上記現像剤攪拌搬送部材に攪拌される2成分現像剤の上面最下位置よりも該スリーブ表面から離れたところに、該スリーブに対向する面が非着磁面である汲み上げ補助磁界発生手段を設け、
上記汲み上げ補助磁界発生手段の上記スリーブの回転方向に関して上流側が上記磁界発生手段の現像剤汲み上げ極と同極の磁極を有するよう構成したことを特徴とする現像装置。 A casing that contains a two-component developer composed of toner and a magnetic carrier, a developer agitating and conveying member that agitates and conveys the two-component developer, and a non-rotatable non-rotating material that includes a magnetic field generating means having a plurality of magnetic poles fixedly arranged A developer carrying member comprising a magnetic sleeve and pumping and carrying the two-component developer agitated and conveyed by the developer agitating and conveying member to the surface of the sleeve and conveying the developer to a region opposite to the latent image carrier. In the developing device,
Of the plurality of magnetic poles of the magnetic field generating means with respect to the sleeve rotation direction, a region downstream from the developer pumping pole and upstream from the magnetic pole adjacent to the downstream of the developer pumping pole is positioned in the radial direction of the sleeve from the sleeve surface. A surface facing the sleeve is a non-magnetized surface in a range extending outward and further away from the sleeve surface than the lowest position of the upper surface of the two-component developer stirred by the developer stirring and conveying member. A pumping auxiliary magnetic field generating means is provided ,
A developing device characterized in that the upstream side of the pumping auxiliary magnetic field generating means with respect to the rotation direction of the sleeve has a magnetic pole having the same polarity as the developer pumping pole of the magnetic field generating means .
上記現像装置として請求項1、2または3の現像装置を採用することを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus comprising: an image carrier that carries an electrostatic latent image; and a developing device that converts the electrostatic latent image into a toner image.
4. An image forming apparatus comprising the developing device according to claim 1, 2 or 3 as the developing device.
上記スリーブ回転方向に関して現像剤汲み上げ極と前記汲み上げ極の下流に隣接する磁極との間の領域を該スリーブの半径方向に該スリーブ表面よりも外側に延長した範囲で、かつ、上記現像剤攪拌搬送部材に攪拌される2成分現像剤の上面最下位置よりも該スリーブ表面から離れたところに、該スリーブに対向する面が非着磁面である汲み上げ補助磁界発生手段を設け、 The region between the developer pumping pole and the magnetic pole adjacent to the downstream side of the pumping pole with respect to the sleeve rotation direction extends in the radial direction of the sleeve to the outside of the sleeve surface, and the developer stirring and transporting A pumping auxiliary magnetic field generating means in which the surface facing the sleeve is a non-magnetized surface at a position farther from the sleeve surface than the lowest position on the upper surface of the two-component developer stirred by the member;
上記汲み上げ補助磁界発生手段の上記スリーブの回転方向に関して上流側が上記磁界発生手段の現像剤汲み上げ極と同極の磁極を有するよう構成したことを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus characterized in that the upstream side of the pumping auxiliary magnetic field generating means with respect to the rotation direction of the sleeve has a magnetic pole having the same polarity as the developer pumping pole of the magnetic field generating means.
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