JP2009151029A - Developing device, process cartridge, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、潜像担持体上に担持された静電潜像を、トナー及び磁性キャリアを含有する二成分現像剤によって現像する現像装置、並びにこの現像装置を用いるプロセスカートリッジ、及び、前記現像装置またはプロセスカートリッジを備えた複写機、ファクシミリ、プリンタ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置に関する。 The present invention relates to a developing device for developing an electrostatic latent image carried on a latent image carrier with a two-component developer containing toner and a magnetic carrier, a process cartridge using the developing device, and the developing device. Alternatively, the present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, a printer, or a complex machine including a process cartridge.
従来、磁性キャリア及びトナーからなる二成分現像剤を用いる現像装置が知られている。この二成分現像剤を用いる現像装置では、現像剤を所謂磁気ブラシとして現像剤担持体上に担持して、この現像剤を現像剤規制部材で所定の厚みに規制した後、現像領域に搬送し、感光体等の潜像担持体上の静電潜像を現像することが一般的に行われている。
現像剤担持体としては、例えば、回転可能に配設され且つ二成分現像剤を担持搬送する円筒状の現像スリーブと、この現像スリーブ内に固定配置された複数の磁界発生手段(例えば周囲に複数の磁極を配列した磁石ロール、または複数の磁石)とを備えた現像ローラが用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, developing devices using a two-component developer made of a magnetic carrier and toner are known. In the developing device using the two-component developer, the developer is carried on a developer carrier as a so-called magnetic brush, and the developer is regulated to a predetermined thickness by the developer regulating member, and then conveyed to the development area. In general, an electrostatic latent image on a latent image carrier such as a photoconductor is developed.
As the developer carrying member, for example, a cylindrical developing sleeve that is rotatably arranged and carries and conveys a two-component developer, and a plurality of magnetic field generating means (for example, a plurality of surroundings) fixedly arranged in the developing sleeve. A developing roller provided with a magnet roll or a plurality of magnets).
上記潜像担持体上の静電潜像を忠実に現像するためには、潜像担持体と現像剤担持体との間の距離を狭める必要がある。潜像担持体と現像剤担持体との間の距離が小さくなると、それに伴い現像剤担持体上に形成される現像剤層もより薄層に形成する必要がある。従来、現像剤担持体上の現像剤層の厚みを規制する手法としては、現像剤担持体に対し現像剤規制部材(例えばドクタ)を一定の間隙(以下、ドクタギャップと言う)を開けて非接触に配設する方式が広く採用されている。この方式において、現像剤規制部材を通過する現像剤量はドクタギャップを制御することで調整できるが、薄層に形成するためにはドクタギャップを非常に小さく設定する必要がある。 In order to faithfully develop the electrostatic latent image on the latent image carrier, it is necessary to reduce the distance between the latent image carrier and the developer carrier. As the distance between the latent image carrier and the developer carrier becomes smaller, it is necessary to form a thinner developer layer on the developer carrier. Conventionally, as a method of regulating the thickness of the developer layer on the developer carrying member, a developer regulating member (for example, a doctor) is opened with a certain gap (hereinafter referred to as a doctor gap) with respect to the developer carrying member. A method of arranging in contact is widely adopted. In this method, the amount of developer passing through the developer regulating member can be adjusted by controlling the doctor gap, but in order to form a thin layer, the doctor gap needs to be set very small.
しかしながら、ドクタギャップを小さく設定すると、大きく設定する場合に比べてドクタギャップを通過する現像剤量の変動が大きく、現像剤担持体上に形成される現像剤層が不均一となる。また、現像剤がドクタギャップを通過する際に現像剤に大きなストレスがかかり、現像剤の寿命が短くなってしまう。 However, when the doctor gap is set to be small, the amount of developer passing through the doctor gap varies greatly as compared with the case where the doctor gap is set to be large, and the developer layer formed on the developer carrier becomes non-uniform. Further, when the developer passes through the doctor gap, a great stress is applied to the developer, and the life of the developer is shortened.
このような課題を解決するため、例えば特許文献1に記載の現像装置では、現像剤担持体の磁石ロールで同極性の磁極を隣接配置し、現像剤搬送方向上流側の磁極の最大磁力位置とこれら磁極間の最小磁力位置の間に現像剤規制部材を設けている。これにより、ドクタギャップでの現像剤のパッキング密度が低くなり、ドクタギャップを通過する現像剤量を少なくすることができる。さらに、ドクタギャップを通過する現像剤には、現像スリーブの回転力以外に、ドクタギャップを通過させようとする力がほとんど作用しない。そのため、ドクタギャップを小さく設定しても、ドクタギャップを通過する現像剤量の変動が小さく、現像剤担持体上に薄い均一層を形成することが可能となる。
In order to solve such a problem, for example, in the developing device described in
しかしながら、上記の特許文献1に記載される現像装置においては、同極の磁極間の反発力が強いために、ドクタギャップを通過させるための現像剤搬送力が低下し過ぎてしまっている。そのため、環境変動等により現像剤の特性が変動すると、現像剤搬送量も変動しやすくなり、現像剤層の形成が不安定となってしまう可能性がある。
However, in the developing device described in
本発明は、以上のような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、現像剤担持体に供給される現像剤量を適量に調整できるようにし、現像剤担持体上の二成分現像剤の劣化を抑制し、現像剤層を安定して薄層に形成でき、かつ小型で長期にわたり安定した高画質画像を得ることのできる現像装置を提供することである。
より詳しくは、現像剤担持体への現像剤の供給量を適正にして現像剤の過剰供給を防止し、現像剤規制部材によって過剰な現像剤のパッキング状態となることを抑制し、現像剤担持体上の二成分現像剤の劣化を抑制し、現像剤層を安定して薄層に形成できるようにすることができる現像装置を提供することを目的としている。また、現像剤回収部や供給部での現像剤の停滞をなくすことができ、且つ小型な現像装置を提供すること、さらには、トナー補給直後の現像剤と攪拌が充分に完了した現像剤とが現像剤担持体上で混入することを防ぐこと、を目的としている。
そして本発明では、上記の目的を達成することができる現像装置を用い、小型で長期にわたり安定した高画質画像を得ることのできる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を目的としている。
The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to make it possible to adjust the amount of developer supplied to the developer carrier to an appropriate amount. An object of the present invention is to provide a developing device capable of suppressing deterioration of the above two-component developer, stably forming a developer layer into a thin layer, and obtaining a small and stable high-quality image over a long period of time.
More specifically, an appropriate amount of developer is supplied to the developer carrier to prevent excessive supply of the developer, and the developer regulating member prevents the developer from being overpacked, and the developer is carried. An object of the present invention is to provide a developing device capable of suppressing deterioration of a two-component developer on a body and forming a developer layer stably in a thin layer. Further, it is possible to eliminate the stagnation of the developer in the developer recovery unit and the supply unit, and to provide a small-sized developing device. Further, the developer immediately after the replenishment of toner and the developer that has been sufficiently stirred Is intended to prevent mixing on the developer carrier.
An object of the present invention is to provide a process cartridge and an image forming apparatus that use a developing device that can achieve the above object and that can obtain a small and stable high-quality image over a long period of time.
本発明では上記の目的を達成するために、以下のような手段を採っている。
本発明の第1の手段は、内部に複数の磁界発生手段を有し、トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を磁気ブラシとして担持して搬送し、潜像担持体に形成された静電潜像を前記現像剤のトナーで現像して可視像化する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持されて搬送される現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材とを備えた現像装置において、前記現像後の現像剤を前記現像剤担持体から回収し、必要に応じてトナーを補給して攪拌を行う回収部と、該回収部で攪拌された現像剤を前記現像剤担持体に供給する供給部とを備え、前記供給部の位置が前記現像剤担持体よりも上方にあり、該供給部から前記現像剤担持体への現像剤の供給量を調整する手段を有し、かつ、前記現像剤規制部材が前記現像剤担持体の頂点よりも前記潜像担持体側に配置されたことを特徴とする。
In the present invention, in order to achieve the above object, the following means are adopted.
The first means of the present invention has a plurality of magnetic field generating means inside, carries and conveys a two-component developer comprising toner and a magnetic carrier as a magnetic brush, and forms an electrostatic image formed on the latent image carrier. A developer carrying member that develops the latent image with the developer toner into a visible image, and a developer regulating member that regulates a layer thickness of the developer carried and carried by the developer carrying member. In the developing device, the developer after the development is recovered from the developer carrying member, and if necessary, a recovery unit for replenishing the toner and stirring the developer, and the developer stirred in the recovery unit as the developer A supply unit that supplies the carrier, the position of the supply unit being above the developer carrier, and means for adjusting the amount of developer supplied from the supply unit to the developer carrier. In addition, the developer regulating member is more likely to bear the latent image than the top of the developer carrier. Characterized in that arranged on side.
本発明の第2の手段は、第1の手段の現像装置において、前記現像剤規制部材よりも前記現像剤担持体の現像剤搬送方向上流側で、該現像剤規制部材の対向部位にある磁界発生手段の法線方向の磁束密度が30mT以下としたことを特徴とする。
また、本発明の第3の手段は、第2の手段の現像装置において、前記現像剤規制部材の対向部位にある磁界発生手段は、前記供給部から前記現像剤担持体に供給される現像剤を担持するための磁界発生手段であることを特徴とする。
According to a second means of the present invention, in the developing device of the first means, a magnetic field located at a position opposite to the developer regulating member on the upstream side of the developer carrying member in the developer conveying direction with respect to the developer regulating member. The magnetic flux density in the normal direction of the generating means is 30 mT or less.
According to a third means of the present invention, in the developing device of the second means, the magnetic field generating means at the site facing the developer regulating member is the developer supplied from the supply section to the developer carrier. It is a magnetic field generating means for carrying
本発明の第4の手段は、第1〜第3のいずれか1つの手段の現像装置において、前記回収部と前記供給部は、前記現像剤を軸方向に搬送するスクリュ状の現像剤攪拌搬送部材を有し、前記回収部と前記供給部の現像剤攪拌搬送部材のスクリュ径よりも、前記現像剤担持体の径が小さいことを特徴とする。
また、本発明の第5の手段は、第1〜第4のいずれか1つの手段の現像装置において、前記現像剤担持体の剤離れ位置の磁界発生手段で形成する法線磁束密度が略0となる点が、前記現像剤担持体の中心と前記供給部の現像剤撹拌搬送部材の中心とを結んだ線よりも、該現像剤担持体の回転方向に対して、下流側に形成することを特徴とする。
According to a fourth means of the present invention, in the developing device of any one of the first to third means, the recovery unit and the supply unit are screw-like developer agitating and conveying for conveying the developer in the axial direction. And a developer carrying member having a diameter smaller than a screw diameter of a developer agitating / conveying member of the recovery unit and the supply unit.
According to a fifth means of the present invention, in the developing device of any one of the first to fourth means, the normal magnetic flux density formed by the magnetic field generating means at the agent separation position of the developer carrier is substantially 0. Is formed on the downstream side with respect to the rotation direction of the developer carrier relative to the line connecting the center of the developer carrier and the center of the developer agitating / conveying member of the supply unit. It is characterized by.
本発明の第6の手段は、潜像担持体と、該潜像担持体を一様に帯電する帯電手段と、帯電した前記潜像担持体に静電潜像を形成する手段と、前記潜像担持体上の静電潜像を現像する現像手段と、前記潜像担持体に残留する転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段とを有する作像部を備えた画像形成装置に装備され、前記作像部を構成する前記潜像担持体と前記帯電手段と前記クリーニング手段のうちの少なくとも1つと、前記現像手段とが一体になって画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジにおいて、前記現像手段として、第1〜第5のいずれか1つの手段の現像装置を備えたことを特徴とする。 The sixth means of the present invention includes a latent image carrier, charging means for uniformly charging the latent image carrier, means for forming an electrostatic latent image on the charged latent image carrier, and the latent image carrier. An image forming apparatus including an image forming unit having a developing unit that develops an electrostatic latent image on an image carrier and a cleaning unit that cleans transfer residual toner remaining on the latent image carrier; In a process cartridge in which at least one of the latent image carrier, the charging unit, the cleaning unit, and the developing unit constituting the image unit is integrated with the image forming apparatus main body so as to be removable. The developing means includes a developing device of any one of first to fifth means.
本発明の第7の手段は、潜像担持体と、該潜像担持体を一様に帯電する帯電手段と、帯電した前記潜像担持体に静電潜像を形成する手段と、前記潜像担持体上の静電潜像を現像する現像手段と、前記潜像担持体に残留する転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段とを有する作像部を備えた画像形成装置において、前記現像手段として、第1〜第5のいずれか1つの手段の現像装置を備えたことを特徴とする。
また、本発明の第8の手段は、第7の手段の画像形成装置において、前記作像部を複数備え、単色、多色またはフルカラー画像の形成を行うことを特徴とする。
さらに本発明の第9の手段は、第7または第8の手段の画像形成装置において、前記作像部に、第6の手段のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする。
The seventh means of the present invention includes a latent image carrier, charging means for uniformly charging the latent image carrier, means for forming an electrostatic latent image on the charged latent image carrier, and the latent image carrier. In an image forming apparatus having an image forming unit having a developing unit that develops an electrostatic latent image on an image carrier and a cleaning unit that cleans transfer residual toner remaining on the latent image carrier, the developing unit includes: The developing device of any one of the first to fifth means is provided.
According to an eighth means of the present invention, in the image forming apparatus of the seventh means, a plurality of the image forming sections are provided to form a single color, a multicolor or a full color image.
Further, the ninth means of the present invention is characterized in that, in the image forming apparatus of the seventh or eighth means, a process cartridge of the sixth means is provided in the image forming section.
本発明の現像装置では、現像後の現像剤を現像剤担持体から回収し、必要に応じてトナーを補給して攪拌を行う回収部と、該回収部で攪拌された現像剤を現像剤担持体に供給する供給部を備え、供給部の位置が現像剤担持体よりも上方にあり、該供給部から現像剤担持体への現像剤の供給量を調整する手段を有し、かつ、現像剤規制部材が現像剤担持体の頂点よりも潜像担持体側に配置された構成としたことにより、供給部から現像剤担持体へ現像剤を供給する際に、磁気的な力を使わずに重力による供給を行うことが可能になり、磁気的拘束力を下げることができる。また、現像剤の供給量を調整する手段を有しているので、現像剤担持体への現像剤の供給量を適量にし、現像剤規制部材(ドクタ)の前に過剰な現像剤による剤溜まりが発生することを無くすことができる。
さらに、現像剤規制部材(ドクタ)を現像剤担持体の頂点よりも潜像担持体側に配置することで、ドクタ部前の現像剤に重力を利用して現像剤が動かない状態を作らないようにすることができる。このため、長時間、圧力にさらされることがなくなるため、劣化した現像剤の発生を抑制することが可能になる。
従って、本発明によれば、現像剤担持体上の二成分現像剤の劣化を抑制し、現像剤層を安定して薄層に形成でき、かつ小型で長期にわたり安定した高画質画像を得ることのできる現像装置を実現することができる。
また、本発明によれば、上記の効果を有する現像装置を用いることにより、小型で長期にわたり安定した高画質画像を得ることのできるプロセスカートリッジ及び画像形成装置を実現することができる。
In the developing device of the present invention, the developer after development is collected from the developer carrying member, and if necessary, a collecting unit that replenishes toner and agitates, and the developer that is stirred in the collecting unit carries the developer. A supply unit for supplying to the body, the position of the supply unit is above the developer carrier, and there is means for adjusting the amount of developer supplied from the supply unit to the developer carrier, and development. Since the agent regulating member is arranged on the latent image carrier side with respect to the vertex of the developer carrier, the magnetic force is not used when supplying the developer from the supply unit to the developer carrier. Supply by gravity can be performed, and the magnetic binding force can be lowered. In addition, since it has means for adjusting the supply amount of the developer, the supply amount of the developer to the developer carrying member is set to an appropriate amount, and the developer reservoir due to the excessive developer is placed in front of the developer regulating member (doctor). Can be eliminated.
Further, by disposing the developer regulating member (doctor) on the latent image carrier side with respect to the vertex of the developer carrier, the developer in front of the doctor portion is not made to move by using gravity. Can be. For this reason, since it is not exposed to a pressure for a long time, it becomes possible to suppress generation | occurrence | production of the deteriorated developer.
Therefore, according to the present invention, the deterioration of the two-component developer on the developer carrying member can be suppressed, the developer layer can be stably formed into a thin layer, and a small and stable high-quality image can be obtained over a long period of time. It is possible to realize a developing device capable of performing the above.
Further, according to the present invention, by using the developing device having the above-described effects, it is possible to realize a process cartridge and an image forming apparatus that can obtain a small and stable high-quality image over a long period of time.
まず、本発明に係る画像形成装置、現像装置、プロセスカートリッジの構成例について説明する。
図1に、本発明を適用した現像装置を有する画像形成装置の概略構成図を示す。図1に示す実施形態の画像形成装置100はカラー画像を形成するタンデム型のプリンタであるが、単色の画像を形成するものであっても良い。また、図1に示す画像形成装置(プリンタ)100の筐体の上部に原稿画像の読取装置(スキャナ)を設置すれば、複写機やファクシミリ、あるいはこれらの複合機の構成となる。
First, configuration examples of an image forming apparatus, a developing device, and a process cartridge according to the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus having a developing device to which the present invention is applied. The
図1に示す画像形成装置100は、一般にコピー等に用いられる普通紙と、OHPシートや、カード、ハガキといった90K紙、坪量約100g/m2相当以上の厚紙や、封筒等の、普通紙よりも熱容量が大きないわゆる特殊シートの、何れをもシート状の記録媒体として用いることが可能である。以下これらを記録媒体と記載する。
The
画像形成装置100は、その筐体内に、図示しない読取装置(スキャナ)で読取った原稿画像の画像情報(または外部のパーソナルコンピュータ等から入力された画像情報)に応じて各色ごとの画像を形成する作像装置7C、7Y、7M、7Kと、作像装置7C、7Y、7M、7Kに対向して配置された転写装置8と、各作像装置7C、7Y、7M、7Kと転写装置8とが対向する転写領域に各種記録媒体Pを供給する記録媒体供給手段としての給紙カセット11、12、13と、給紙カセット11、12、13から搬送されてきた記録媒体Pを作像装置7C、7Y、7M、7Kによる作像のタイミングに合わせて供給するレジストローラ18等を有している。
The
また、画像形成装置100は、作像装置7C、7Y、7M、7Kのそれぞれに備えられた後述する感光体ドラム1C、1Y、1M、1Kと、転写装置8の転写ローラ5C、5Y、5M、5Kとの対向位置である転写領域のうちの、少なくとも1つの転写領域においてトナー像を転写された後の記録媒体Pの定着を行う定着装置19と、筐体の上部に配設され、定着装置19を通過してトナー像が定着された記録媒体Pを積載するための排紙トレイ22とを有している。
The
また、画像形成装置100は、給紙カセット11、12、13のそれぞれから記録媒体Pを送り出すピックアップローラ14、15、16と、給紙カセット11、12、13から搬送されてきた記録媒体Pをレジストローラ18に向けて搬送するローラ構造17と、排紙トレイ22に向けて記録媒体Pを搬送し筐体100外部へ排出する排出ローラ21と、定着装置19により定着された記録媒体Pを排出ローラ21に向けて搬送するローラ構造20とを有している。
The
転写装置8は、複数のローラ9,10に張架された転写ベルトからなり、画像形成装置の筐体100が図の左右方向において小型になるよう、斜め方向に配設され、矢印Bで示すシート状媒体搬送方向が斜め方向となっている。これにより、画像形成装置は、図の左右方向における筐体100の幅が、A3サイズのシート状媒体の長手方向の長さよりも僅かに長い大きさとなっている。すなわち、画像形成装置100は、内部にシート状媒体を収容するために最低限必要な大きさとされることで大幅に小型化されている。
The
各作像装置7C、7Y、7M、7Kはそれぞれシアン(C)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の各色の画像形成を行うものであり、現像装置で用いるトナーの色が異なるが、その構成はほぼ同様であるから、ここではブラックの作像装置7Kの構成を各作像装置7C、7Y、7M、7Kの代表として説明する。作像装置7Kは、潜像担持体としての感光体ドラム1K、感光体ドラム1Kの回転方向Aにおいて順に配置されている帯電装置2K、露光装置(光書込装置)3K、現像装置4K、クリーニング装置6K等を有し、帯電装置2Kと現像装置4Kとの間で露光装置(光書込装置)3Kからの露光光Lを受ける周知の構成である。なお、潜像担持体はドラム状でなく、ベルト状の感光体としても良い。
Each of the
上記のような構成の作像装置7Kでは、帯電装置2Kにより感光体ドラム1Kを帯電し、露光装置(光書込装置)3Kからの露光光Lを感光体ドラム1Kに照射して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置4Kのトナーで現像して可視像化する。そして感光体ドラム1K上のトナー像を転写装置8で搬送される記録媒体Pに転写する。また、他の色の作像装置7C、7Y、7Mでも同様に帯電、露光、現像のプロセスが行われ、各色のトナー像を転写装置8で搬送される記録媒体Pに転写する。そして、作像装置7C、7Y、7M、7Kのうちの幾つを使用するかに応じて単色、多色、フルカラーのいずれかの画像が記録媒体P上に形成され、定着装置19で定着されて排紙トレイ22に排出される。
In the
次に、図1に示す画像形成装置の各作像部(作像装置)7C、7Y、7M、7Kに用いられる現像装置4の構成例について説明する。
図2は2成分現像剤を用いる一般的な現像装置の構成例を示している。図2に示す現像装置4−1は、内部に固定配置された複数の磁界発生手段(例えば複数の磁極P1〜P5)を有し、トナーと磁性キャリアを含む現像剤(2成分現像剤)43を担持して回転し、潜像担持体である感光体ドラム1に形成された静電潜像にトナーを供給して該静電潜像を可視像化する現像剤担持体(以下、現像ローラと言う)41と、現像ローラ41の軸の中心線と平行な中心線を中心とした回転軸上で回転し、該回転軸の軸方向に現像剤43を撹拌しつつ搬送して、現像ローラ41から現像剤43を回収する機能と現像ローラ41に現像剤を供給する機能とを有する第1現像剤撹拌搬送部材44と、第1現像剤撹拌搬送部材44が現像剤43を搬送する方向と反対方向に現像剤43を撹拌しつつ搬送する第2現像剤攪拌搬送部材45とを備えている。すなわち図2に示す現像装置4−1では、現像ローラ41の軸の中心線と平行に配設され軸の一方向、例えば紙面手前側に現像剤43を搬送する第1現像剤攪拌搬送部材44と、第1現像剤攪拌搬送部材44と平行に配設され軸の他方向すなわち紙面奥側に現像剤を搬送する第2現像剤攪拌搬送部材45とを有しており、第1現像剤攪拌搬送部材44と第2現像剤攪拌搬送部材45を略水平方向に配置した構成となっている。また、図2において反時計回りに回転する現像ローラ41の回転方向における、現像ローラ41と第1現像剤攪拌搬送部材44との対向領域の下流側において現像ローラ41に汲み上げられた現像剤43の層厚を規制する、現像ローラ41の上方に配設された現像剤規制部材(例えばドクタ)42を有している。なお、第1現像剤攪拌搬送部材44と第2現像剤攪拌搬送部材45の間には仕切り板46が設けられているが、この仕切り板46の両端部には開口が設けられており、第1現像剤攪拌搬送部材44と第2現像剤攪拌搬送部材45の両端部で現像剤の受け渡しが行われ、第1現像剤攪拌搬送部材44と第2現像剤攪拌搬送部材45とで現像剤が攪拌搬送されながら循環するようになっている。また、図示しないが、第2現像剤攪拌搬送部材45の搬送方向上流側にはトナー補給部が設けられており、図示しないトナー収容部に収容されているトナーが補給されるようになっている。
Next, a configuration example of the developing device 4 used in each of the image forming units (image forming devices) 7C, 7Y, 7M, and 7K of the image forming apparatus illustrated in FIG. 1 will be described.
FIG. 2 shows a configuration example of a general developing device using a two-component developer. A developing device 4-1 shown in FIG. 2 has a plurality of magnetic field generating means (for example, a plurality of magnetic poles P1 to P5) fixedly disposed therein, and a developer (two-component developer) 43 including toner and a magnetic carrier. And a developer carrier (hereinafter referred to as a developer) that rotates the carrier and supplies toner to the electrostatic latent image formed on the
現像剤担持体である現像ローラ41は、磁界発生手段として、円周方向に複数の磁極を配置した図示しないマグネットローラ(あるいは複数の磁石)を内部に有し、その周囲を図示しない円筒状の現像スリーブが回転する構成となっている。現像スリーブはアルミ等の非磁性の金属で形成されている。また、マグネットローラは、各磁極が所定の方向を向くように固定されており、その周囲を現像スリーブが回転して、磁極によって引き付けた現像剤を担持、搬送していく。
The developing
より具体的には、現像ローラ41のマグネットローラには、現像部の主磁極P1と、搬送用磁極P2、剤離れ用磁極P3、剤汲み上げ用磁極P4、搬送用磁極P5が設けられており、第1現像剤攪拌搬送部材44で攪拌搬送される現像剤43を剤汲み上げ用磁極P4の磁力で現像スリーブ上に汲み上げた後、現像スリーブ上の現像剤を、極性を交互に変えた磁極を用いて、現像剤のチェーン状の磁気ブラシを形成する。そして、現像スリーブを回転すると、磁気ブラシは横転されながら現像部に搬送されていく。
すなわち、現像ローラ44のマグネットローラの剤汲み上げ用磁極P4により発生する磁場は、隣接する逆極性の搬送用磁極P5に流れ込み、このような磁場中を、磁性粒子で構成されたキャリアが通過すると、磁束密度に沿ってキャリアの磁化が起こり、磁気ベクトルに沿って、磁気ブラシを形成する。このとき。現像スリーブを回転させると、形成された磁場による磁気ベクトルに沿って、現像剤が形を変えながら、現像スリーブ上を搬送される。そして、現像部に搬送された現像剤は主磁極P1の磁力で穂立ちして磁気ブラシを形成し、現像剤中のトナーで感光体上の静電潜像を現像する。現像後の現像剤は、現像スリーブの回転により現像装置内に搬送され、剤離れ用磁極P3を通過して第1現像剤攪拌搬送部材44に回収される。
More specifically, the magnetic roller of the developing
That is, the magnetic field generated by the magnetic pole P4 for pumping up the agent of the magnet roller of the developing
ところで、図2に示したような2本の現像剤攪拌搬送部材44、45を略水平方向に並べる方式の現像装置4−1では、2本の現像剤撹拌搬送部材44、45で現像剤43の混合撹拌搬送を行いながら循環し、第1の現像剤撹拌搬送部材44で現像ローラ41に対する現像剤の供給、回収を行い、第2の現像剤撹拌搬送部材45でトナー補給と混合、攪拌を行っているが、第1の現像剤撹拌搬送部材44で搬送される現像剤と、回収した現像剤の混合攪拌が不十分であると、現像ローラ41に供給された現像剤43にトナー濃度ムラや帯電不良が生じ、画像濃度ムラが発生するなどの異常画像が形成される。特に、現像後の現像剤の現像ローラ41からの剤離れが不十分で、現像後の現像剤がそのまま現像ローラ41と連れ回って供給側に達すると、トナー濃度不足の現像剤が現像部に供給されることになり、現像画像の濃度ムラや濃度不足が発生する。また、現像ローラ41の剤汲み上げ磁極P4の位置が適正でないと、剤離れした現像剤が第1の現像剤撹拌搬送部材44で攪拌搬送される前に現像ローラ41に汲み上げられてしまうことがあり、同様に現像画像の濃度ムラや濃度不足が発生する。
By the way, in the developing device 4-1 of the type in which the two developer agitating / conveying
次に図3は2成分現像剤を用いる現像装置の別の構成例を示している。図3に示す現像装置4−2は、内部に固定配置された複数の磁界発生手段を有し、トナーと磁性キャリアを含む現像剤(2成分現像剤)43を担持して回転し、潜像担持体である感光体ドラム1に形成された静電潜像にトナーを供給して該静電潜像を可視像化する現像剤担持体(以下、現像ローラと言う)41と、現像ローラ41の軸の中心線と平行な中心線を中心とした回転軸上で回転し、該回転軸の軸方向に現像剤43を撹拌しつつ搬送して現像ローラ41に現像剤43を供給する第1現像剤撹拌搬送部材47と、現像ローラ41から現像剤43を回収し第1現像剤撹拌搬送部材47が現像剤を搬送する方向と反対方向に現像剤を撹拌しつつ搬送して第1現像剤攪拌搬送部材47に現像剤を受け渡す第2現像剤撹拌搬送部材48とを備えている.
Next, FIG. 3 shows another configuration example of a developing device using a two-component developer. A developing device 4-2 shown in FIG. 3 has a plurality of magnetic field generating means fixedly disposed therein, and carries and rotates a developer (two-component developer) 43 containing toner and a magnetic carrier, thereby rotating a latent image. A developer carrier (hereinafter referred to as a developing roller) 41 for supplying toner to the electrostatic latent image formed on the
すなわち、図3に示す現像装置4−2は、現像ローラ41の構成は図2と同様であるが、現像剤攪拌搬送部材47,48による現像剤の供給と回収を行う機能を分離したものであり、トナーとキャリアからなる現像剤43を攪拌搬送して現像ローラ41に供給するための第1現像剤攪拌搬送部材47を配置した現像剤供給部と、現像ローラ41から現像後の現像剤43を回収し、回収した現像剤と図示しないトナー補給口から補給されたトナーとを混合して攪拌搬送する第2現像剤攪拌搬送部材48を配置した現像剤回収部を有し、回収部の上方に供給部を配置して壁部49で仕切った構成であり、供給部と回収部が鉛直方向に連結した構成である。このように、現像ローラ41に隣接して供給部と回収部が鉛直方向に連結した構成とすることにより、図2の構成の現像装置と較べて省スペースとなる。
That is, the developing device 4-2 shown in FIG. 3 has the same configuration as the developing
図3に示す現像装置4−2では、現像ローラ41の剤離れ用磁極P3を通過して剤離れした現像剤43を第2現像剤攪拌搬送部材48で現像ローラ41から回収し、図示しないトナー収容部から図示しないトナー補給口を介して回収部に供給されたトナーと回収した現像剤43との混合、攪拌を行う。そして、第2現像剤攪拌搬送部材48により軸方向の端部まで搬送された現像剤43は、壁部49の軸方向端部に設けられた開口を通して第1現像剤攪拌搬送部材47側に供給される。その後、第1現像剤攪拌搬送部材47により現像剤43が軸方向に攪拌搬送されるが、その搬送経路において、現像ローラ41の剤汲み上げ用磁極P4の磁力により現像ローラ41への現像剤43の供給を行っている。そして、図2の現像装置と同様に現像を行った後、現像後の現像剤は上記のように第2現像剤攪拌搬送部材48で回収される。
このように、図3に示す現像装置4−2では、2つの現像剤攪拌搬送部材47,48により、現像剤の供給と回収を行う機能を分離し、現像後の現像剤が供給用の第1現像剤攪拌搬送部材47にそのまま戻されないような構成をとることで、第2現像剤攪拌搬送部材48で補給トナーと充分に混合、攪拌され、第1現像剤攪拌搬送部材47に受け渡された現像剤43が現像ローラ41に供給されるので、画像濃度の安定した画像を得ることができる。
In the developing device 4-2 shown in FIG. 3, the
As described above, in the developing device 4-2 shown in FIG. 3, the functions of supplying and collecting the developer are separated by the two developer agitating and conveying
ところで、図3に示したような構成の現像装置4−2では、供給部の第1現像剤攪拌搬送部材47で攪拌搬送される現像剤を現像ローラ41の剤汲み上げ用磁極P4の磁力により汲み上げているが、供給部から現像剤が磁力により吸引されるため、吸引範囲を通過する現像剤はすべて現像ローラ41に吸いつけられるので、現像剤の供給過剰となることがある。そして、現像ローラ上に過剰な現像剤が担持されると、現像剤規制部材(ドクタ)42によって過剰な現像剤のパッキング状態となることがある。
そこで本発明では、現像剤の供給部から現像ローラ41への現像剤の供給量を適量に下げることができ、ドクタ42の前に過剰な現像剤による剤溜まりができないようにするものである。なお、具体的な実施例については後述する。
By the way, in the developing device 4-2 configured as shown in FIG. 3, the developer stirred and conveyed by the first developer agitating and conveying
Therefore, in the present invention, the amount of developer supplied from the developer supply unit to the developing
次に図4は、本発明に係るプロセスカートリッジの構成例を示す概略構成図である。このプロセスカートリッジ7は、図1に示した各作像部の現像装置4と感光体ドラム1と帯電装置2とクリーニング装置6をカートリッジに一体に収納したものであり、画像形成装置本体に対して着脱可能となっている。
Next, FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a configuration example of the process cartridge according to the present invention. The
このように、図4に示すプロセスカートリッジ7は、現像装置4と、感光体ドラム1と帯電装置2とクリーニング装置6をカートリッジに一体に収納し、画像形成装置本体に対して着脱可能な一体構造物として構成することにより、長期間の使用においても保守性、交換性を向上することができる。
As described above, the
以上、本発明に係る画像形成装置、現像装置、プロセスカートリッジの構成例について説明したが、本発明では、上記のようなプロセスカートリッジや画像形成装置に用いる現像装置において、現像剤担持体(現像ローラ)41への現像剤の供給過剰や、現像剤規制部材(ドクタ)42によって過剰な現像剤のパッキング状態となることを抑制するものである。また、現像剤回収部から供給部への持ち上げ部の現像剤の停滞を無くし、且つ小型な現像装置を提供するものである。さらには、トナー補給直後の現像剤と、攪拌が充分に完了した現像剤とが、同時に現像剤担持体(現像ローラ)に混入することを防ぐものである。 The configuration examples of the image forming apparatus, the developing apparatus, and the process cartridge according to the present invention have been described above. However, in the present invention, the developer carrier (developing roller) is used in the developing apparatus used in the process cartridge and the image forming apparatus as described above. ) 41 to suppress excessive supply of the developer to 41 and excessive developer packing due to the developer regulating member (doctor) 42. The present invention also provides a small developing device that eliminates the stagnation of the developer in the lifting portion from the developer collecting portion to the supply portion. Furthermore, the developer immediately after the replenishment of toner and the developer whose stirring has been sufficiently completed are prevented from being mixed into the developer carrying member (developing roller) at the same time.
そして前述の解決手段で述べたように、本発明に係る現像装置では、現像後の現像剤を回収し、必要に応じてトナーを補給して攪拌を行う回収部(52)と、該回収部(52)で攪拌された現像剤(43)を現像ローラ(41)に供給する供給部(51)を備え、供給部(51)の位置が現像ローラ(41)よりも上方にあり、該供給部(51)から現像ローラ(41)への現像剤の供給量を調整する手段を有し、かつ、現像剤規制部材(ドクタ)(42)が現像ローラ(41)の頂点よりも感光体(1)側に配置された構成とするものである(図5、図7、図8)。
すなわち、本発明では、現像ローラ(41)への現像剤の供給量を適量に下げ、現像剤規制部材(ドクタ)(42)の前に過剰な現像剤による剤溜まりが発生することをなくすため、現像剤の規制位置を現像ローラ(41)の頂点よりも感光体(1)側に配置するものである。
As described in the above solution, the developing device according to the present invention recovers the developer after development, replenishes the toner as necessary, and stirs the recovery unit (52). A supply unit (51) for supplying the developer (43) stirred in (52) to the developing roller (41), the position of the supplying unit (51) being above the developing roller (41); A means for adjusting the amount of developer supplied from the section (51) to the developing roller (41), and the developer regulating member (doctor) (42) is more sensitive than the top of the developing roller (41). 1) It is set as the structure arrange | positioned at the side (FIG. 5, FIG. 7, FIG. 8).
In other words, in the present invention, the supply amount of the developer to the developing roller (41) is lowered to an appropriate amount, so that an excessive developer pool is not generated before the developer regulating member (doctor) (42). The developer restricting position is arranged closer to the photoreceptor (1) than the apex of the developing roller (41).
そのため、本発明では、現像剤を供給する供給部(51)を図3の構成よりもさらに現像ローラ(41)の上部に設けることができ、供給部(51)から現像ローラ(41)に現像剤を供給する際に、磁気的な力を使わずに重力により供給を行うことを可能にするものである。それにより、従来よりも磁気的拘束力を下げることができ、現像剤を過剰に担持することを防ぐことができる。
さらに、ドクタ部(42)を現像ローラ(41)の頂点よりも感光体(1)側に設けることで、ドクタ部前の現像剤の供給に重力を利用し、現像剤が動かない状態を作らないようにすることができる。また、長時間、圧力にさらされることがなくなるため、劣化した現像剤の発生を抑制することが可能になる。
なお、現像剤の供給量の制御手段としては、簡単には、供給部(51)に壁部(49)を設けて、その内部に現像剤攪拌搬送部材(スクリュ)(47)を配置し(例えば図7、図8の構成)、その回転数を変えることで供給量を容易に制御することができる。
また、ドクタ部(42)を現像ローラ(41)の頂点よりも感光体(1)側に設けることで、ドクタを通過せずに直接、回収部に流れる現像剤の発生を抑えることができる。そのため、濃度の安定化などで有利になる。
なお、現像剤の供給量の別の制御手段としては、簡単には、供給部(51)に壁部(49)を設けて、現像ローラに供給する側の高さを、供給部内の現像剤の高さに合わせて変えることが挙げられる。例えば、図3の構成では、下流になるにつれ、スリーブに現像剤を供給するため、現像剤の高さは低くなる。そこで、上流側の壁部(49)の高さを高くし、下流になるにつれ、壁部(49)の高さを下げていくことで調整することができる。
Therefore, in the present invention, the supply portion (51) for supplying the developer can be provided further above the developing roller (41) than in the configuration of FIG. 3, and the developing portion (51) is developed from the supply portion (51). When supplying the agent, the agent can be supplied by gravity without using magnetic force. As a result, the magnetic restraining force can be reduced as compared with the conventional case, and the developer can be prevented from being excessively carried.
Furthermore, by providing the doctor part (42) closer to the photoreceptor (1) than the apex of the developing roller (41), gravity is used to supply the developer in front of the doctor part, and the developer does not move. Can not be. In addition, since it is not exposed to pressure for a long time, it is possible to suppress the generation of deteriorated developer.
As a means for controlling the supply amount of the developer, a wall portion (49) is simply provided in the supply portion (51), and a developer agitating / conveying member (screw) (47) is disposed inside (49) ( For example, the supply amount can be easily controlled by changing the rotation speed thereof.
Further, by providing the doctor part (42) closer to the photoreceptor (1) than the apex of the developing roller (41), it is possible to suppress the generation of the developer flowing directly to the collecting part without passing through the doctor. Therefore, it is advantageous in stabilizing the concentration.
As another means for controlling the supply amount of the developer, simply, the wall portion (49) is provided in the supply portion (51), and the height of the supply side to the developing roller is set to the developer in the supply portion. It can be changed according to the height. For example, in the configuration of FIG. 3, the developer is supplied to the sleeve as it goes downstream, so the height of the developer becomes lower. Therefore, it is possible to adjust by increasing the height of the upstream wall portion (49) and decreasing the height of the wall portion (49) as it becomes downstream.
本発明の現像装置では、上記の構成に加えて、ドクタ部(42)に発生する磁気的拘束力をさらに低減する構成とするものであり、ドクタ(42)よりも現像ローラ(41)の現像剤搬送方向上流側で、ドクタ(42)の対向部位にある磁界発生手段の法線方向の磁束密度が30mT以下としたものである。また、ドクタの対向部位にある磁界発生手段は、供給部(51)から現像ローラ(41)に供給される現像剤(43)を担持するための磁極であり、従来の汲み上げ極や剤規制極に相等する。 In the developing device of the present invention, in addition to the above configuration, the magnetic restraint force generated in the doctor section (42) is further reduced, and the developing roller (41) is developed more than the doctor (42). The magnetic flux density in the normal direction of the magnetic field generating means at the site facing the doctor (42) on the upstream side in the agent transport direction is set to 30 mT or less. The magnetic field generating means at the opposite part of the doctor is a magnetic pole for carrying the developer (43) supplied from the supply unit (51) to the developing roller (41), and is a conventional pumping pole or agent regulating pole. Equal to
ここで、従来の汲み上げ極および剤規制極(例えば図3のP4やP5)では、通常45〜60mT程度の磁束密度を形成していた。それは、現像剤を安定して供給するためには、過剰な剤を保持し強い力で規制を行っていたためである。
このため、磁束密度を30mTに下げると、例えば攪拌搬送部材(スクリュ)の位置により、汲み上がる現像剤の量にバラツキが生じ、そのため、現像剤規制部を通過する現像剤量が不均一になり、画像濃度バラツキなどといった異常画像が発生する。
Here, in the conventional pumping electrode and the agent regulating electrode (for example, P4 and P5 in FIG. 3), a magnetic flux density of about 45 to 60 mT is usually formed. This is because, in order to supply the developer stably, the excess agent is retained and the regulation is performed with a strong force.
For this reason, when the magnetic flux density is lowered to 30 mT, for example, the amount of developer pumped up varies depending on the position of the agitating / conveying member (screw). For this reason, the amount of developer passing through the developer regulating portion becomes uneven. An abnormal image such as an image density variation occurs.
しかし、本発明の現像装置では、供給部(51)を現像ローラ(41)の上部に設けて、重力を用いて現像剤を供給するものであるため、従来よりも低い磁束密度でも現像剤の供給を行うことができる。
なお、磁束密度を下げた場合、現像剤の循環上の課題がある。第1は、現像剤規制部(ドクタ部)(42)を安定して現像剤を通過させることである。第2は、現像剤規制前にある現像剤が、現像剤規制部(ドクタ部)を通過せず、現像剤の回収側に流れることである。そのため、ドクタ前の現像剤の量が変動し、それにより現像剤規制部(ドクタ部)を通過する現像剤量が不均一になることである。
However, in the developing device of the present invention, the supply unit (51) is provided on the upper part of the developing roller (41), and the developer is supplied using gravity. Supply can be made.
When the magnetic flux density is lowered, there is a problem in the circulation of the developer. The first is to pass the developer stably through the developer restricting portion (doctor portion) (42). The second is that the developer before developer regulation flows to the developer collection side without passing through the developer regulation part (doctor part). For this reason, the amount of developer before the doctor fluctuates, and the amount of developer passing through the developer restricting portion (doctor portion) becomes non-uniform.
しかし、本発明では、上記の第1の課題について、ドクタ前に溜まった現像剤でも、重力を使い、現像剤規制部を通過しやすくなるといった効果がある。また、第2の課題に対しては、現像ローラ(41)の頂点よりも感光体(1)側にドクタ(42)を配置することで、まず、ドクタ部に現像剤が溜まるため、回収部(52)側に現像剤が流れることはない。また、流れた場合でも、容積は確保することができる。 However, according to the present invention, with respect to the first problem, there is an effect that even the developer accumulated in front of the doctor can easily pass through the developer regulating portion using gravity. Also, with respect to the second problem, by disposing the doctor (42) on the side of the photosensitive member (1) with respect to the apex of the developing roller (41), first, the developer accumulates in the doctor part, so that the collecting unit The developer does not flow to the (52) side. Moreover, even when it flows, the volume can be secured.
上述した方法により、現像剤供給部(51)で制御された現像剤供給量に応じて、現像剤規制部(42)を通過する現像剤量を一定に保つことができる。
なお、磁束的吸引力は磁束の大きさの2乗以上に比例するため、磁束密度を半減すれば、劣化状態も2倍以上改善する。
現像剤のストレスは、ドクタ前に堆積する現像剤の重量に比例するため、堆積量を低減することでストレスは低減できる。
By the above-described method, the amount of developer passing through the developer regulating unit (42) can be kept constant according to the developer supply amount controlled by the developer supply unit (51).
In addition, since the magnetic attractive force is proportional to the square of the magnitude of the magnetic flux or more, if the magnetic flux density is halved, the deterioration state is also improved more than twice.
Since the stress of the developer is proportional to the weight of the developer deposited before the doctor, the stress can be reduced by reducing the deposition amount.
さらに本発明の現像装置では、上記の構成に加えて、回収部(52)と供給部(51)は、現像剤を軸方向に搬送するスクリュ状の現像剤攪拌搬送部材を有し、回収部(52)と供給部(51)の現像剤攪拌搬送部材のスクリュ径よりも、現像ローラ(41)の径が小さい構成とすると良い(図8)。
ここで、回収した現像剤を供給部(51)まで持ち上げる場合、回収部(52)に現像剤が溜まるといった不具合があるが、回収部と供給部の中心間距離を短くすると回収部と供給部が近くなるので、回収した現像剤を供給部まで持ち上げやすくなり、回収部に現像剤が溜まるといった不具合を解消できる。また、現像ローラ径を小さくすると距離を短くしても、角度が開くため、良好な循環が得られる。
なお、現像ローラ径を小さくした場合、現像ローラの強度が弱くなり、そのため、現像剤規制部で発生する加重によりローラが撓むといった不具合があったが、本発明の現像装置では、前述の構成により、ドクタ部での過重が殆ど発生しないため、現像ローラの撓みは抑制され、均一の画像を形成することができる。
Furthermore, in the developing device of the present invention, in addition to the above-described configuration, the collection unit (52) and the supply unit (51) include a screw-like developer stirring and conveying member that conveys the developer in the axial direction. It is preferable that the diameter of the developing roller (41) is smaller than the screw diameter of the developer stirring and conveying member of (52) and the supply section (51) (FIG. 8).
Here, when the collected developer is lifted up to the supply unit (51), there is a problem that the developer accumulates in the collection unit (52). However, if the distance between the centers of the collection unit and the supply unit is shortened, the collection unit and the supply unit Therefore, it is easy to lift the collected developer to the supply unit, and the problem that the developer accumulates in the collecting unit can be solved. Further, if the developing roller diameter is reduced, even if the distance is shortened, the angle is opened, so that a good circulation can be obtained.
When the diameter of the developing roller is reduced, the strength of the developing roller is weakened. For this reason, there is a problem that the roller is bent due to the load generated in the developer regulating portion. As a result, almost no excessive weight is generated in the doctor portion, so that the deflection of the developing roller is suppressed and a uniform image can be formed.
ところで、現像ローラを小径にした場合では、供給部(51)と回収部(52)の距離が狭くなるため、攪拌の不充分な現像剤が現像ローラ上を通って、供給された現像剤に混入しやすくなる。
この混入の問題を防ぐためには、回収と供給を完全に分離することが好ましい。しかし、分離する部材が現像ローラに対して接する状態になると、現像ローラが削れてしまう。それにより、経時の利用で搬送性が低下し、現像剤が、ドクタを通過しなくなる。
そこで本発明では、磁気的な拘束力を形成しないことで、連れ回りを防止し、攪拌の不充分な現像剤が、供給された攪拌の充分な現像剤と混合することを防ぐものである。
By the way, when the developing roller has a small diameter, the distance between the supply unit (51) and the recovery unit (52) becomes narrow, so that the insufficiently agitated developer passes over the developing roller and reaches the supplied developer. It becomes easy to mix.
In order to prevent this mixing problem, it is preferable to completely separate the recovery and the supply. However, when the member to be separated comes into contact with the developing roller, the developing roller is scraped. As a result, the transportability decreases with the passage of time, and the developer does not pass through the doctor.
Therefore, in the present invention, by not forming a magnetic restraining force, the rotation is prevented, and the developer with insufficient stirring is prevented from being mixed with the developer with sufficient stirring.
より具体的には、現像ローラ(41)の剤離れ位置の磁界発生手段(例えば図3に示した剤離れ用磁極P3に相当)で形成する法線磁束密度が略0となる点を、現像ローラ(41)の中心と供給部(51)の現像剤撹拌搬送部材(スクリュ)47の中心とを結んだ線よりも、現像ローラ(41)の回転方向に対して、下流側に形成するようにしたものである。
すなわち、本発明の構成は、現像ローラ上の現像剤を回収する機能を有するスクリュの中心と現像ローラの中心を結ぶ直線よりも上流側に、剤離れ用磁極で形成される法線磁束密度の略0となる点を形成し、その後、現像剤を汲み上げるまでの間、磁場的な拘束力をもたせないようにして、攪拌の不充分な現像剤が、現像ローラ上を通って供給側に至り、供給部から供給された現像剤に混入することを防止するものである。
More specifically, the point that the normal magnetic flux density formed by the magnetic field generating means (for example, corresponding to the agent separating magnetic pole P3 shown in FIG. 3) at the agent separating position of the developing roller (41) is substantially zero is developed. It is formed downstream of the line connecting the center of the roller (41) and the center of the developer stirring / conveying member (screw) 47 of the supply unit (51) with respect to the rotation direction of the developing roller (41). It is a thing.
That is, the configuration of the present invention has a normal magnetic flux density formed by the agent separating magnetic poles upstream of the straight line connecting the center of the screw having the function of collecting the developer on the developing roller and the center of the developing roller. After forming a point that becomes substantially zero, and without pumping up the developer, the developer with insufficient stirring reaches the supply side through the developing roller so as not to have a magnetic binding force. This prevents the developer from being supplied from the supply unit.
次に本発明のより具体的な実施例を説明する。
[実施例1]
図5は本発明の第1の実施例を示す現像装置の概略構成図である。この現像装置は、現像ローラ41の上方に現像剤供給部(現像剤供給機構)51を設けている。
また、現像ローラ41の下方には現像剤の回収と攪拌を行う現像剤回収部(回収機構)52を備え、現像剤回収機構52から供給機構51へ現像剤43を搬送するための現像剤持ち上げ機構53を設けている。また、現像ローラ41への現像剤43の供給は、現像剤供給部51の供給口51aの大きさを最適にすることで調整している。
Next, more specific examples of the present invention will be described.
[Example 1]
FIG. 5 is a schematic block diagram of the developing device showing the first embodiment of the present invention. In this developing device, a developer supply unit (developer supply mechanism) 51 is provided above the developing
A developer recovery unit (collection mechanism) 52 that collects and agitates the developer is provided below the developing
なお、回収部52から供給部51に現像剤を持ち上げる現像剤持ち上げ機構53としては、例えばスクリュやオーガ等の機械的な搬送手段の他、粉対ポンプ等を用いて現像剤を持ち上げることができる。
また、現像剤規制部材であるドクタ42は、現像ローラ41の頂点よりも感光体1側に設けられており、過剰な現像剤はドクタ前で溜まることができる。
The
Further, the
現像剤供給部51の供給口51aから供給する現像剤量の調整を行う手段としては、例えば図6に示すように、「供給口51aを開閉する電動シャッター56を設けるとともに、現像剤規制部材であるドクタ42に圧力センサを取り付ける。そして過剰な現像剤が供給されるとドクタ42に圧力が発生するため、ドクタ42に発生する圧力を圧力センサ55でモニタし、これを電動シャッター56の駆動を制御するコントローラ54にフィードバックして、供給口51aの大きさを調整する」、といった機構を設けても良い。
As a means for adjusting the amount of developer supplied from the
本実施例の構成の現像装置であれば、現像剤規制部材は、従来のようにドクタ前に現像剤を溜めて通過量を規制するといったことが必要でなく、現像剤をならす機能をもっていれば良いので、そのため、剛性の弱い部材を用いても現像剤層を安定して薄層に形成できる。 In the case of the developing device of the configuration of the present embodiment, the developer regulating member does not need to store the developer in front of the doctor and regulate the passing amount as in the conventional case, and has a function of leveling the developer. Therefore, the developer layer can be stably formed into a thin layer even if a member having low rigidity is used.
[実施例2]
図7は本発明の第2の実施例を示す現像装置の概略構成図である。この現像装置の基本的な構成は、前述の図3に示した構成の現像装置と略同様であるが、本実施例では、現像剤供給部(供給機構)51を現像ローラ41の上方に設けており、さらに、現像剤規制部材であるドクタ42は、現像ローラ41の頂点よりも感光体1側に設けている。
このため、現像ローラ41の磁界発生手段による磁場はドクタ42の近傍に設けており、ドクタ42よりも現像ローラ41の現像剤搬送方向上流側で、ドクタ42の対向部位にある磁極の法線方向の磁束密度が30mT以下とし、供給機構部に磁場の影響がないようにしている。
[Example 2]
FIG. 7 is a schematic block diagram of a developing device showing a second embodiment of the present invention. The basic configuration of the developing device is substantially the same as the developing device having the configuration shown in FIG. 3 described above, but in this embodiment, a developer supply unit (supply mechanism) 51 is provided above the developing
For this reason, the magnetic field generated by the magnetic field generating means of the developing
また、現像剤43の供給量は供給口51aを設けることで制限されており、現像剤攪拌搬送部材(スクリュ)47の回転数を調整することで、供給量を調整することができる。
スクリュ47から供給させる現像剤は、軸方向に対しても速度成分を持っているため、過剰な現像剤は、ドクタ前に溜まりながら、軸方向に対しても流動する。そのため、現像剤のパッキング状態は発生しない。
The supply amount of the
Since the developer supplied from the
現像剤回収部52の現像剤43は、スクリュ48の軸方向の端部で上方向に持ち上げられ、供給部51に異動する。そのため、回収部の端部では現像剤が溜まりやすいようにスクリューの形状に返しを設けている。
なお、図7に示す構成では、現像ローラ41の径がスクリュー47,48の径より大きく、スクリュー47,48の軸間距離が広いため、現像剤43を回収部52から供給部51に持ち上げるためには、回収部52のスクリュ48の回転数を供給部51のスクリュ47の回転数と比較して速くするなどの方法が必要である。
The
In the configuration shown in FIG. 7, since the diameter of the developing
[実施例3]
図8は本発明の第3の実施例を示す現像装置の概略構成図である。この現像装置の基本的な構成は図7に示した実施例2の構成の現像装置と略同様であるが、本実施例では、実施例2の構成と比べて、現像ローラ41の径をスクリュー47,48の径より小さくしている。
そのため、現像剤回収部52と現像剤供給部51のスクリュ47,48の軸間距離を狭く設定することができるため、現像剤を回収部52から供給部51に持ち上げるのに必要な搬送方向端部での現像剤の蓄積量が少なくて済むため、回収部側のスクリュ48の回転数を低減することができる。
また、現像ローラ41の径を小径にしてスクリュ47,48の軸間距離を狭く設定することにより、現像ユニット全体を小型にすることができる。
なお、本構成では、現像ローラ41上には適量の現像剤が供給されるので、現像ローラ41にかかる現像剤による過重が軽いため、現像ローラ41を小径にしても撓みの発生が抑制され、撓みによる現像不良の発生等の問題も回避される。
[Example 3]
FIG. 8 is a schematic block diagram of a developing device showing a third embodiment of the present invention. The basic configuration of this developing device is substantially the same as that of the configuration of the second embodiment shown in FIG. 7, but in this embodiment, the diameter of the developing
Therefore, the distance between the axes of the
Further, by making the diameter of the developing
In this configuration, since an appropriate amount of developer is supplied onto the developing
以上、本発明に係る現像装置の実施例を説明したが、前述の図1に示した実施形態の画像形成装置では、現像手段として、実施例1〜3のいずれかの構成の現像装置4を各色の作像装置7C、7Y、7M、7Kに備えることにより、現像剤の回収、攪拌搬送、供給を確実に行うことができ、現像ローラ41上の2成分現像剤の供給量も適正にでき、長期にわたり安定した現像を行うことができるので、高画質な単色、多色、フルカラー画像を得ることのできる画像形成装置を実現することができる。
また、図1に示す実施形態の画像形成装置では、図4に示すようなプロセスカートリッジ7を各色の作像装置7C、7Y、7M、7Kとして備えることにより、長期にわたり安定した高画質画像を得ることができ、操作性に優れ、プロセスカートリッジ7の交換も簡便に行うことができる画像形成装置を実現することができる。
The embodiment of the developing device according to the present invention has been described above. However, in the image forming apparatus of the embodiment shown in FIG. 1, the developing device 4 having any one of the configurations of
Further, in the image forming apparatus of the embodiment shown in FIG. 1, a
1、1C,1Y,1M,1K:感光体ドラム(潜像担持体)
2、2C,2Y,2M,2K:帯電装置
3C,3Y,3M,3K:露光装置(光書込装置)
4(4C,4Y,4M,4K)、4−1,4−2:現像装置
5C,5Y,5M,5K:転写ローラ
6、6C,6Y,6M,6K:クリーニング装置
7:プロセスカートリッジ(作像部)
7C,7Y,7M,7K:作像装置
8:転写装置
11,12,13:給紙カセット
14,15,16:ピックアップローラ
18:レジストローラ
19:定着装置
21:排紙ローラ
22:排紙トレイ
41:現像剤担持体(現像ローラ)
42:現像剤規制部材(ドクタ)
43:現像剤
47:供給部の現像剤攪拌搬送部材(スクリュ)
48:回収部の現像剤攪拌搬送部材(スクリュ)
49:供給部の壁部
P:記録媒体
P1〜P5:磁極
1, 1C, 1Y, 1M, 1K: Photosensitive drum (latent image carrier)
2, 2C, 2Y, 2M, 2K:
4 (4C, 4Y, 4M, 4K), 4-1, 4-2: Developing
7C, 7Y, 7M, 7K: Image forming device 8:
42: Developer regulating member (doctor)
43: Developer 47: Developer stirring / conveying member (screw) in the supply section
48: Developer stirring / conveying member (screw) in the collecting section
49: Wall of supply unit P: Recording medium P1 to P5: Magnetic pole
Claims (9)
該現像剤担持体に担持されて搬送される現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材とを備えた現像装置において、
前記現像後の現像剤を前記現像剤担持体から回収し、必要に応じてトナーを補給して攪拌を行う回収部と、該回収部で攪拌された現像剤を前記現像剤担持体に供給する供給部とを備え、
前記供給部の位置が前記現像剤担持体よりも上方にあり、該供給部から前記現像剤担持体への現像剤の供給量を調整する手段を有し、かつ、前記現像剤規制部材が前記現像剤担持体の頂点よりも前記潜像担持体側に配置されたことを特徴とする現像装置。 It has a plurality of magnetic field generating means inside, and carries and conveys a two-component developer comprising toner and magnetic carrier as a magnetic brush, and the electrostatic latent image formed on the latent image carrier is transferred with the developer toner. A developer carrier that develops to a visible image;
In a developing device comprising a developer regulating member that regulates the layer thickness of the developer carried and conveyed by the developer carrying member,
The developer after the development is recovered from the developer carrier, a recovery unit that replenishes toner as necessary and agitates, and the developer that is agitated in the recovery unit is supplied to the developer carrier. A supply unit,
The position of the supply unit is above the developer carrier, and there is means for adjusting the amount of developer supplied from the supply unit to the developer carrier, and the developer regulating member is the A developing device, wherein the developing device is disposed closer to the latent image carrier than the apex of the developer carrier.
前記現像剤規制部材よりも前記現像剤担持体の現像剤搬送方向上流側で、該現像剤規制部材の対向部位にある磁界発生手段の法線方向の磁束密度が30mT以下としたことを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1,
The magnetic flux density in the normal direction of the magnetic field generating means located at the upstream side of the developer carrying member in the developer conveying direction of the developer carrying member with respect to the developer regulating member is 30 mT or less. Developing device.
前記現像剤規制部材の対向部位にある磁界発生手段は、前記供給部から前記現像剤担持体に供給される現像剤を担持するための磁界発生手段であることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 2, wherein
2. A developing apparatus according to claim 1, wherein the magnetic field generating means located at a portion facing the developer regulating member is a magnetic field generating means for carrying the developer supplied from the supply section to the developer carrying member.
前記回収部と前記供給部は、前記現像剤を軸方向に搬送するスクリュ状の現像剤攪拌搬送部材を有し、前記回収部と前記供給部の現像剤攪拌搬送部材のスクリュ径よりも、前記現像剤担持体の径が小さいことを特徴とする現像装置。 The developing device according to any one of claims 1 to 3,
The collection unit and the supply unit have a screw-like developer stirring and conveying member that conveys the developer in the axial direction, and the screw diameter of the developer stirring and conveying member of the collection unit and the supply unit is greater than the screw diameter. A developing device characterized in that the diameter of the developer carrying member is small.
前記現像剤担持体の剤離れ位置の磁界発生手段で形成する法線磁束密度が略0となる点が、前記現像剤担持体の中心と前記供給部の現像剤撹拌搬送部材の中心とを結んだ線よりも、該現像剤担持体の回転方向に対して、下流側に形成することを特徴とする現像装置。 In the developing device according to any one of claims 1 to 4,
The point where the normal magnetic flux density formed by the magnetic field generating means at the agent separation position of the developer carrier becomes substantially zero connects the center of the developer carrier and the center of the developer stirring and conveying member of the supply unit. A developing device, wherein the developing device is formed on the downstream side with respect to the rotation direction of the developer carrying member with respect to the straight line.
前記現像手段として、請求項1〜5のいずれか1項に記載の現像装置を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。 A latent image carrier, charging means for uniformly charging the latent image carrier, means for forming an electrostatic latent image on the charged latent image carrier, and an electrostatic latent image on the latent image carrier The latent image carrier that is included in an image forming apparatus that includes an image forming unit that includes a developing unit that develops the toner and a cleaning unit that cleans residual toner remaining on the latent image carrier, and constitutes the image forming unit. In a process cartridge in which at least one of a body, the charging unit, and the cleaning unit and the developing unit are integrated and detachable from the image forming apparatus main body,
A process cartridge comprising the developing device according to claim 1 as the developing unit.
前記現像手段として、請求項1〜5のいずれか1項に記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。 A latent image carrier, charging means for uniformly charging the latent image carrier, means for forming an electrostatic latent image on the charged latent image carrier, and an electrostatic latent image on the latent image carrier In an image forming apparatus including an image forming unit having a developing unit that develops the toner and a cleaning unit that cleans residual toner remaining on the latent image carrier,
An image forming apparatus comprising the developing device according to claim 1 as the developing unit.
前記作像部を複数備え、単色、多色またはフルカラー画像の形成を行うことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 7.
An image forming apparatus comprising a plurality of the image forming units and forming a single color, a multicolor or a full color image.
前記作像部に、請求項6記載のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 7 or 8,
An image forming apparatus comprising the process cartridge according to claim 6 in the image forming section.
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