JP2009058894A - Developing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】粒径の小さなトナーを用いても、フィルタの目詰まりを起こしにくくし、長期にわたって現像槽外部へのトナーの飛散を防ぐことができる現像装置を提供する。
【解決手段】現像装置1は、現像槽2の上部隔壁に設けられ、現像装置1内の空気を排出する排気口9と、排気口9に設けられるフィルタ11よりも上記排出される空気の流れの上流側に設けられ、現像ローラ3上部の規制部材7により現像ローラ3表面から取り除かれる二成分現像剤の移動によって生じる気流の向きを、フィルタ11に向かう方向に変える気流変向板10と、を備えている。
【選択図】図1Provided is a developing device capable of preventing clogging of a filter even when toner having a small particle diameter is used and preventing toner from being scattered outside a developing tank over a long period of time.
A developing device 1 is provided in an upper partition wall of a developing tank 2, and an exhaust port 9 for discharging air in the developing device 1 and a flow of the exhausted air from a filter 11 provided in the exhaust port 9. An airflow diverting plate 10 that changes the direction of the airflow generated by the movement of the two-component developer removed from the surface of the developing roller 3 by the regulating member 7 above the developing roller 3 to the direction toward the filter 11; It has.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、現像装置および画像形成装置に関する。 The present invention relates to a developing device and an image forming apparatus.
電子写真方式を利用して画像を形成する画像形成装置(以下単に「画像形成装置」とする)は、簡易な操作で高画質画像を形成でき、保守管理も容易であることから、複写機、プリンタ、ファクシミリなどに多用され、広く普及している。画像形成装置は、たとえば、感光体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段とを含む。感光体はその表面に感光層を有する部材である。帯電手段は感光体表面を所定電位に帯電させる。露光手段は帯電状態にある感光体表面に静電潜像を形成する。現像手段は感光体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する。転写手段は感光体表面のトナー像を記録媒体に転写する。定着手段はトナー像を記録媒体に熱定着させる。これらの処理によって、記録媒体上に画像が形成される。 An image forming apparatus (hereinafter simply referred to as an “image forming apparatus”) that forms an image using an electrophotographic method can form a high-quality image with a simple operation and is easy to maintain and manage. Widely used in printers, facsimiles, etc., and widely used. The image forming apparatus includes, for example, a photoconductor, a charging unit, an exposure unit, a developing unit, a transfer unit, and a fixing unit. The photoreceptor is a member having a photosensitive layer on the surface thereof. The charging means charges the surface of the photoreceptor to a predetermined potential. The exposure means forms an electrostatic latent image on the charged photoreceptor surface. The developing means supplies toner to the electrostatic latent image on the surface of the photoreceptor to form a toner image. The transfer unit transfers the toner image on the surface of the photoreceptor to a recording medium. The fixing unit heat-fixes the toner image on the recording medium. By these processes, an image is formed on the recording medium.
このような画像形成装置において、現像手段として、一般に、現像槽、現像ローラ、撹拌部材、規制部材、流し板などを含む現像装置が用いられる。現像槽は、現像ローラおよび撹拌部材を回転自在に支持するとともに、その内部に現像剤を貯留する。現像ローラは表面に現像剤層を担持して回転し、感光体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する。撹拌部材は現像槽内の現像剤を均一に撹拌して現像ローラに向けて搬送する。規制部材は現像ローラ表面の現像剤層の層厚を規制する。現像剤としては、主に、トナーとキャリアとを含む2成分二成分現像剤が用いられる。 In such an image forming apparatus, a developing device including a developing tank, a developing roller, a stirring member, a regulating member, a sink plate, and the like is generally used as a developing unit. The developing tank rotatably supports the developing roller and the stirring member, and stores the developer therein. The developing roller carries a developer layer on its surface and rotates, and supplies toner to the electrostatic latent image on the surface of the photoreceptor to form a toner image. The agitating member uniformly agitates the developer in the developing tank and conveys the developer toward the developing roller. The regulating member regulates the layer thickness of the developer layer on the surface of the developing roller. As the developer, a two-component two-component developer containing toner and carrier is mainly used.
画像形成装置の広範な分野への急速な普及に伴い、画像形成装置には様々な高性能化が要求される。たとえば、印刷速度の高速化が進められる。以前A4用紙で50〜70枚/分であった印刷速度が、最近では100〜120枚/分にも及ぶ。このような高速化は、軽印刷の分野への進出を視野に入れたものである。印刷速度の高速化に対応するために、現像装置では、現像ローラを大径化し、かつ現像槽を大容量化するのが最も容易である。しかしながら、画像形成装置には、印刷速度の高速化とともに装置の小型化が求められる。特に、椅子などに座った状態でも簡単に操作できる、床からの高さ寸法の短い小型化された画像形成装置が望まれる。したがって、現像装置自体も小型化を強いられ、その状況下においても、感光体の潜像画像を適正に現像して、安定した印字品位を有する画像を提供することが求められる。 With the rapid spread of image forming apparatuses to a wide range of fields, various performance enhancements are required for image forming apparatuses. For example, the printing speed is increased. The printing speed, which was previously 50 to 70 sheets / minute with A4 paper, is now 100 to 120 sheets / minute. Such speeding up is intended to advance into the field of light printing. In order to cope with an increase in printing speed, in the developing device, it is easiest to increase the diameter of the developing roller and increase the capacity of the developing tank. However, the image forming apparatus is required to increase the printing speed and downsize the apparatus. In particular, there is a demand for a miniaturized image forming apparatus having a short height from the floor that can be easily operated even when sitting on a chair or the like. Therefore, the developing device itself is also required to be miniaturized, and even under such circumstances, it is required to appropriately develop the latent image on the photoreceptor and provide an image having a stable print quality.
また、高画質化に対するユーザーの要望に応えるため、体積平均粒径が5〜7μmといった小粒径トナーがよく使用されている。このような小粒径トナーはドットの再現性を大幅に改良させ、高解像度化や粒状感の低減といった高画質化に有効である。しかし、高速化した画像形成装置において小粒径トナーを含む二成分現像剤を用いると、現像装置からトナーが飛散し、画像形成装置内部が汚れるなどの課題がある。 Further, in order to meet the user's demand for high image quality, a toner having a small particle diameter of 5 to 7 μm is often used. Such a small particle size toner greatly improves dot reproducibility, and is effective for high image quality such as higher resolution and reduced graininess. However, when a two-component developer containing a small particle size toner is used in a high-speed image forming apparatus, there is a problem that the toner is scattered from the developing apparatus and the inside of the image forming apparatus becomes dirty.
ここで、現像装置からのトナー飛散を防止するための技術としては、例えば特許文献1に、現像装置内の圧力を低減するための圧抜き穴を設け、この圧抜き穴に目の粗いフィルタと目の細かいフィルタの二種類のフィルタを設けた現像装置が開示されている。
しかしながら、小粒径トナーを含む二成分現像剤を用いると、上記従来の現像装置では、トナー粒子を効果的に捕捉できるものの、フィルタがすぐに目詰まりするといった問題がある。 However, when a two-component developer containing a toner having a small particle diameter is used, the conventional developing apparatus can capture toner particles effectively, but has a problem that the filter is clogged immediately.
そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、粒径の小さなトナーを用いても、フィルタの目詰まりを起こしにくくし、長期にわたって現像槽外部へのトナーの飛散を効果的に防ぐことができ、画像形成装置内部に汚れが発生しにくい、現像装置および画像形成装置を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to prevent the filter from being clogged even when toner having a small particle diameter is used, and to disperse the toner to the outside of the developing tank over a long period of time. It is an object of the present invention to provide a developing device and an image forming apparatus that can effectively prevent the occurrence of contamination and hardly cause dirt inside the image forming apparatus.
本発明の現像装置は、上記課題を解決するために、二成分現像剤を収容する現像槽と、表面に二成分現像剤を担持して回転し、像担持体に二成分現像剤に含まれるトナーを供給する現像ローラと、前記現像ローラの上部側にて、前記現像ローラ表面の二成分現像剤の担持量を規制する規制部材と、前記規制部材よりも前記現像ローラの回転方向上流に配置され、一端が前記現像ローラ表面に近接し、他端が前記現像ローラから離反する方向に延び、前記規制部材により前記現像ローラ表面から取り除かれる二成分現像剤を、前記現像ローラから離反する方向に搬送する流し板と、を備えた現像装置において、前記流し板上方の現像槽上部隔壁に設けられ、当該現像装置内の空気を排出する排気口と、前記排気口に設けられるフィルタと、前記フィルタよりも前記排出される空気の流れの上流側に設けられ、前記規制部材により前記現像ローラ表面から取り除かれる二成分現像剤の移動によって生じる気流の向きを前記フィルタに向かう方向に変える気流変向板と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the developing device of the present invention includes a developing tank that contains a two-component developer, a two-component developer that rotates on the surface, and the image carrier includes the two-component developer. A developing roller that supplies toner, a regulating member that regulates the amount of the two-component developer carried on the surface of the developing roller on the upper side of the developing roller, and an upstream of the regulating member in the rotation direction of the developing roller The two-component developer having one end close to the surface of the developing roller and the other end extending in a direction away from the developing roller and removed from the surface of the developing roller by the regulating member in a direction away from the developing roller. A developing plate provided with a sink plate to be transported, provided in a developing tank upper partition above the sink plate, an exhaust port for discharging air in the developing device, a filter provided in the exhaust port, Airflow direction that changes the direction of the airflow generated by the movement of the two-component developer removed from the surface of the developing roller by the restricting member to the direction toward the filter. And a board.
現像ローラの回転により、気流は、現像剤の遊離トナーを舞い上げた状態で流し板上方を、現像槽上部離壁に沿って、排気口入り口に向かって流れる。ここで、上記構成によると、気流変向板によって、現像槽上部離壁に沿う気流の内、排気口に設けられたフィルタに向かう気流を、変向させることができる。空気より重たいトナーは慣性により現像槽上部離壁に沿った方向に直進することから、ほぼ空気だけがフィルタに向かう。慣性により直進するトナー以外のトナーは、気流変向板に付着するか、あるいは、気流変向板にぶつかり落下する。気流変向板に付着しても、ある程度付着すると、自身の重みで自然落下する。 Due to the rotation of the developing roller, the airflow flows upward on the flow plate in a state where the free toner of the developer is raised, toward the inlet of the exhaust port along the upper separation wall of the developing tank. Here, according to the said structure, the airflow which goes to the filter provided in the exhaust port among the airflow along a developing tank upper part separation wall can be diverted with an airflow direction change plate. The toner heavier than air goes straight in the direction along the separation wall at the upper part of the developing tank due to inertia, so that almost only air goes to the filter. Toner other than the toner traveling straight due to inertia adheres to the airflow diverting plate or hits the airflow diverting plate and falls. Even if it adheres to the airflow direction change plate, if it adheres to some extent, it falls naturally with its own weight.
以上のことから、気流に乗ってフィルタまで運ばれるトナー粒子の数を、抑制、あるいは、従来の現像装置より少なくする、ことができる。よって、トナーによるフィルタの目詰まりを、抑制、あるいは従来の現像装置より遅らせる、ことができる。そのため、そのため、本願発明の現像装置では、フィルタの寿命を長くでき、長期にわたって現像槽外部へのトナーの飛散を効果的に防ぎ、現像装置が設置される画像形成装置内部への現像剤汚染を発生しにくくすることができる。 From the above, the number of toner particles carried on the airflow to the filter can be suppressed or reduced as compared with the conventional developing device. Therefore, the clogging of the filter by the toner can be suppressed or delayed from the conventional developing device. Therefore, in the developing device of the present invention, the life of the filter can be extended, the toner can be effectively prevented from scattering to the outside of the developing tank over a long period of time, and the developer contamination inside the image forming apparatus where the developing device is installed can be prevented. It can be made difficult to occur.
また、本発明の現像装置では、上記構成に加え、前記気流変向板は、前記二成分現像剤の移動によって生じる気流の向きを、その進行方向を0°として、90°以上180°未満の範囲で変えてもよい。 In the developing device of the present invention, in addition to the above configuration, the airflow diverting plate has a direction of airflow generated by the movement of the two-component developer of 90 ° or more and less than 180 °, where the traveling direction is 0 °. The range may be changed.
二成分現像剤の移動によって生じる気流の向きを、その進行方向を0°として、90°以上180°未満の範囲で変えると、効率よくトナーを含まない気流(空気)のみをフィルタ方向に運ぶことができる。 If the direction of the air flow generated by the movement of the two-component developer is changed within the range of 90 ° or more and less than 180 ° with the traveling direction as 0 °, only the air flow (air) that does not contain toner is efficiently conveyed in the filter direction. Can do.
また、本発明の現像装置では、上記構成に加え、前記気流変向板は、複数設けられ、それぞれの主面が互いに平行に配置されていてもよい。 In the developing device of the present invention, in addition to the above-described configuration, a plurality of the airflow direction change plates may be provided, and the respective principal surfaces may be arranged in parallel to each other.
上記構成によると、複数の気流変向板が、それぞれの主面が互いに平行に配置されるため、整流の気流が形成される。つまり、乱流を生じにくくすることができる。現像装置が設置される画像形成装置が、高速機であっても、乱流を生じにくくすることができる。よって、乱流によって、排気口あるいは排気口周辺でトナー粒子が舞いあがり、フィルタへ運ばれることによって目詰まりが起こることを、抑制することができる。あるいは、フィルタの目詰まりの進行を従来の装置より遅くすることができる。 According to the above configuration, since the principal surfaces of the plurality of airflow diverting plates are arranged in parallel to each other, a rectifying airflow is formed. That is, turbulent flow can be made difficult to occur. Even if the image forming apparatus in which the developing device is installed is a high-speed machine, turbulent flow can be hardly generated. Therefore, it is possible to suppress the clogging caused by the turbulent flow causing the toner particles to fly up around the exhaust port or around the exhaust port and be carried to the filter. Alternatively, the progress of filter clogging can be made slower than in conventional devices.
また、本発明の現像装置では、上記構成に加え、前記気流変向板の主面は、鉛直線に対して、0°を成している、あるいは0°よりも大きく45°以下の範囲で前記二成分現像剤の移動によって生じる気流の上流側に傾いていてもよい。 In the developing device of the present invention, in addition to the above configuration, the main surface of the airflow direction change plate is 0 ° with respect to the vertical line, or is greater than 0 ° and 45 ° or less. You may incline to the upstream of the airflow produced by the movement of the said two-component developer.
上記構成によると、気流変向板が、その主面を、鉛直線に対して、0°を成して、あるいは0°よりも大きく45°以下の範囲で前記二成分現像剤の移動によって生じる気流の上流側に傾けて、設置される。よって、気流変向板に付着したトナーが堆積しても、ある程度の量になると自然落下するため、トナーが気流変向板間に詰まることで気流の流れが妨げられる、といったことを防止できる。 According to the above configuration, the airflow diverting plate has its main surface formed by movement of the two-component developer within a range of 0 ° with respect to the vertical line or greater than 0 ° and 45 ° or less. Installed by tilting upstream of the airflow. Therefore, even if the toner adhering to the airflow diverting plate accumulates, it naturally falls when it reaches a certain amount, so that it is possible to prevent the airflow from being blocked by the toner being clogged between the airflow diverting plates.
また、本発明の現像装置では、上記構成に加え、前記気流変向板は、導電性材料から成っていてもよい。 In the developing device of the present invention, in addition to the above configuration, the airflow diverting plate may be made of a conductive material.
上記構成によると、気流変向板は導電性材料から形成されるため、帯電することによって、トナーが静電力で吸着することを、抑えることができる。なお、導電性材料は、例えば、金属板や、導電材を含む樹脂等であってもよい。 According to the above configuration, since the airflow diverting plate is formed of a conductive material, the toner can be prevented from being adsorbed by an electrostatic force by being charged. The conductive material may be, for example, a metal plate or a resin containing a conductive material.
また、本発明の現像装置では、上記構成に加え、前記排気口の内壁は、前記気流変向板の主面と平行に成形されていてもよい。 In the developing device of the present invention, in addition to the above-described configuration, the inner wall of the exhaust port may be formed in parallel with the main surface of the airflow diverting plate.
上記構成によると、現像槽上部隔壁の内壁が、気流変向板の主面と平行に成形されているため、より効果的に気流を変向させることができる。 According to the above configuration, since the inner wall of the developing tank upper partition is formed in parallel with the main surface of the airflow diverting plate, the airflow can be more effectively diverted.
また、本発明の現像装置では、上記構成に加え、前記現像剤に含まれるトナーの体積平均粒径は、4〜7μmであってもよい。 In the developing device of the present invention, in addition to the above configuration, the volume average particle diameter of the toner contained in the developer may be 4 to 7 μm.
トナーの体積平均粒径が4〜7μmの現像剤を用いても、そのトナーがフィルタ方向へ侵入するのを抑制でき、フィルタの目詰まりを起こしにくくし、長期にわたって現像槽外部へのトナーの飛散を効果的に防ぐことができる。 Even when a developer having a toner having a volume average particle size of 4 to 7 μm is used, the toner can be prevented from entering in the direction of the filter, and the filter can be prevented from being clogged. Can be effectively prevented.
また、本発明の現像装置では、上記構成に加え、前記フィルタが、単繊維直径1〜10μmの繊維集合体から形成されていてもよい。 In the developing device of the present invention, in addition to the above configuration, the filter may be formed of a fiber aggregate having a single fiber diameter of 1 to 10 μm.
上記構成によると、トナー捕捉効果に優れ圧力損失の低いフィルタが得られるので、現像装置内の気流がフィルタを設けた排気口以外から噴出すことを防止できる。なお、単繊維直径が1μm未満では圧力損失が大きくなり、気流の流れが妨げられる。また、単繊維直径が10μmを越えるとトナーを捕捉する効果が低下し、フィルタとしての性能が劣る。 According to the above configuration, a filter having an excellent toner capturing effect and a low pressure loss can be obtained, so that the air flow in the developing device can be prevented from being ejected from other than the exhaust port provided with the filter. In addition, when the single fiber diameter is less than 1 μm, the pressure loss becomes large and the flow of the air current is hindered. On the other hand, when the single fiber diameter exceeds 10 μm, the effect of capturing the toner is lowered, and the performance as a filter is deteriorated.
また、本発明の現像装置では、上記構成に加え、前記フィルタは、少なくともポリエステル系繊維またはポリアミド系繊維を含んでいてもよい。 In the developing device of the present invention, in addition to the above configuration, the filter may include at least a polyester fiber or a polyamide fiber.
ポリエステル系繊維またはポリアミド系繊維は、帯電しやすい。よって、上記構成によると、トナーがフィルタの繊維と接触することにより、静電気力により付着保持されやすくなり、粒径の小さいトナー粒子であってもフィルタで捕捉することができる。 Polyester fibers or polyamide fibers are easily charged. Therefore, according to the above configuration, when the toner comes into contact with the fiber of the filter, the toner is easily attached and held by electrostatic force, and even toner particles having a small particle diameter can be captured by the filter.
また、本発明の現像装置では、上記構成に加え、前記フィルタは、種類の異なる2種類の繊維を含んでいてもよい。 In the developing device of the present invention, in addition to the above configuration, the filter may include two different types of fibers.
種類の異なる繊維を組み合わせることによって、繊維どうしが正または負に帯電する。よって、上記構成によると、フィルタの、静電気力による帯電したトナー粒子を捕捉する能力を高めることができるため、現像槽外へのトナー飛散を、より防止することができる。フィルタの繊維は2種類含まれていればよく、もちろん、2種類のみに限定されず、3種類以上の繊維が含まれていてもよい。 By combining different types of fibers, the fibers are positively or negatively charged. Therefore, according to the above configuration, the ability of the filter to capture the charged toner particles due to electrostatic force can be enhanced, so that the scattering of the toner outside the developing tank can be further prevented. It is sufficient that two types of fibers of the filter are included, and of course, the fibers are not limited to only two types, and three or more types of fibers may be included.
本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、上記いずれか1つに記載の現像装置を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, an image forming apparatus of the present invention includes any one of the developing devices described above.
上記構成により、長期に渡って画像形成装置内部にトナー汚れが発生せず、現像装置のフィルタの交換頻度が少なくて済み、メンテナンス性が優れた画像形成装置を提供することができる。 With the above configuration, it is possible to provide an image forming apparatus that does not cause toner contamination in the image forming apparatus for a long period of time, requires only a small replacement frequency of the filter of the developing device, and has excellent maintainability.
本発明に係る現像装置は、以上のように、前記流し板上方の現像槽上部隔壁に設けられ、当該現像装置内の空気を排出する排気口と、前記排気口に設けられるフィルタと、前記フィルタよりも前記排出される空気の流れの上流側に設けられ、前記規制部材により前記現像ローラ表面から取り除かれる二成分現像剤の移動によって生じる気流の向きを前記フィルタに向かう方向に変える気流変向板と、を備えている。 As described above, the developing device according to the present invention is provided in the upper partition wall of the developing tank above the sink plate, the exhaust port for discharging the air in the developing device, the filter provided in the exhaust port, and the filter An airflow diverting plate that is provided upstream of the flow of the discharged air and changes the direction of the airflow generated by the movement of the two-component developer removed from the surface of the developing roller by the regulating member to the direction toward the filter. And.
現像ローラの回転により、気流は、現像剤の遊離トナーを舞い上げた状態で流し板上方を、現像槽上部離壁に沿って、排気口入り口に向かって流れる。ここで、上記構成によると、気流変向板によって、現像槽上部離壁に沿う気流の内、排気口に設けられたフィルタに向かう気流を、変向させることができる。空気より重たいトナーは慣性により現像槽上部離壁に沿った方向に直進することから、ほぼ空気だけがフィルタに向かう。慣性により直進するトナー以外のトナーは、気流変向板に付着するか、あるいは、気流変向板にぶつかり落下する。気流変向板に付着しても、ある程度付着すると、自身の重みで自然落下する。 Due to the rotation of the developing roller, the airflow flows upward on the flow plate in a state where the free toner of the developer is raised, toward the inlet of the exhaust port along the upper separation wall of the developing tank. Here, according to the said structure, the airflow which goes to the filter provided in the exhaust port among the airflow along a developing tank upper part separation wall can be diverted with an airflow direction change plate. The toner heavier than air goes straight in the direction along the separation wall at the upper part of the developing tank due to inertia, so that almost only air goes to the filter. Toner other than the toner traveling straight due to inertia adheres to the airflow diverting plate or hits the airflow diverting plate and falls. Even if it adheres to the airflow direction change plate, if it adheres to some extent, it falls naturally with its own weight.
以上のことから、気流に乗ってフィルタまで運ばれるトナー粒子の数を、抑制、あるいは、従来の現像装置より少なくする、ことができる。よって、トナーによるフィルタの目詰まりを、抑制、あるいは従来の現像装置より遅らせる、ことができる。そのため、本願発明の現像装置では、フィルタの寿命を長くでき、長期にわたって現像槽外部へのトナーの飛散を効果的に防ぎ、現像装置が設置される画像形成装置内部への現像剤汚染を発生しにくくすることができる。上記構成によると、フィルタの寿命を長くでき、長期にわたって現像槽外部へのトナーの飛散を効果的に防ぎ、現像装置が設置される画像形成装置内部への現像剤汚染を発生しにくくすることができる。 From the above, the number of toner particles carried on the airflow to the filter can be suppressed or reduced as compared with the conventional developing device. Therefore, the clogging of the filter by the toner can be suppressed or delayed from the conventional developing device. Therefore, in the developing device of the present invention, the life of the filter can be extended, the toner can be effectively prevented from scattering to the outside of the developing tank over a long period of time, and the developer is contaminated inside the image forming apparatus where the developing device is installed. Can be difficult. According to the above configuration, the life of the filter can be extended, toner can be effectively prevented from scattering outside the developing tank over a long period of time, and developer contamination inside the image forming apparatus in which the developing apparatus is installed can be made difficult to occur. it can.
初めに本実施形態に係る現像装置について説明する。図1は、本発明の実施の第1形態である現像装置1の構成を示す断面図である。現像装置1は、現像槽2と、現像ローラ3と、第1撹拌部材4と、第2撹拌部材5と、搬送部材6と、規制部材7と、流し板8と、トナー濃度検知センサ12と、排気口9とを有している。そして、排気口9には、気流変向板10と、その外側にフィルタ11とが設けられている。
First, the developing device according to this embodiment will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a developing device 1 according to a first embodiment of the present invention. The developing device 1 includes a developing
現像槽2は、内部空間を有するほぼ角柱状の容器である。現像槽2はその内部に、現像ローラ3の少なくとも一部、第1撹拌部材4、第2撹拌部材5および搬送部材6を収め、これらを回転自在に支持する。さらに、現像槽2はその内部に、規制部材7、流し板8などを収め、これらを直接的または間接的に支持する。そして、現像槽2は、二成分現像剤を収容する。二成分現像剤は、トナーと磁性体粉であるキャリアとを含む。このトナーのトナーの体積平均粒径は、例えば4〜7μmが挙げられるが、これに限定されない。
The developing
また、現像槽2には、現像装置1を図示しない電子写真方式の画像形成装置に装着する場合に、該画像形成装置が備える感光体ドラム20を臨む側面に、開口2aが形成される。さらに、現像槽2の鉛直方向上面には、トナー補給口2bが形成される。加えて、現像槽2の上部には、現像装置1外部にトナーが飛散しないよう上部隔壁(現像槽上部隔壁)が設けられている。
In addition, when the developing device 1 is mounted on an electrophotographic image forming apparatus (not shown), an
現像槽2のトナー補給口2bの鉛直方向上方には、図示しないトナー補給容器が設けられる。このトナー補給容器は、現像装置1が装着される図示しない画像形成装置本体に対して着脱可能に設けられる。また、このトナー補給容器は、たとえば、その鉛直方向底面に形成される開口であるトナー供給口が、現像槽2の鉛直方向上面に形成される開口であるトナー補給口2bと鉛直方向に連通するように設けられる。このトナー補給容器内において、トナー供給口の鉛直方向上方には、図示しないトナー補給ローラが設けられる。トナー補給ローラは図示しないトナーホッパによって回転自在に支持され、図示しない駆動手段によって回転駆動する。トナー補給ローラの回転駆動は、トナー濃度検知センサ12による現像槽2内のトナー濃度の検知結果に応じて、画像形成装置に設けられる図示しない制御手段により制御される。トナー補給ローラの回転駆動によって、トナー供給口およびトナー補給口2bを介して、現像槽2内にトナーが補給される。
A toner supply container (not shown) is provided above the
現像ローラ3は、ローラ状部材であり、少なくとも一部が現像槽2に回転自在に支持され、図示しない駆動手段によって軸心回りに回転駆動する。また、現像ローラ3は、現像槽2の開口2aを介して、現像装置1が装着される画像形成装置が備える感光体ドラム20に対向する。現像ローラ3は、感光体ドラム20に対して間隙を有して離隔するように設けられる。現像ローラ3と感光体ドラム20との最近接部分が現像ニップ部である。この現像ニップ部において、現像ローラ3表面の図示しない二成分現像剤層から感光体ドラム20表面の静電潜像にトナーが供給される。現像ニップ部では、現像ローラ3に接続される図示しない電源から現像ローラ3に対して現像バイアス電圧が印加され、現像ローラ3表面の二成分現像剤層から感光体ドラム20表面の静電潜像へのトナーの移行が円滑に進行する。
The developing
現像ローラ3は、マグネットローラ13とスリーブ14とを含む。マグネットローラ13は、その長手方向の両端部が現像槽2の側壁によって支持され、現像ローラ3の周方向位置に断面形状が長方形の複数の棒磁石である磁極N1,N2,N3および磁極S1,S2,S3,S4が互いに離隔して現像ローラ3の半径方向に放射状に配置される多極着磁型マグネットローラである。各磁極は、現像ローラ3(スリーブ14)の回転方向とは逆方向において、磁極N1、磁極S1、磁極N2、磁極S2、磁極N3、磁極N4および磁極S3の順番に設けられる。
The developing
また、マグネットローラ13における各磁極の配置は、本実施の形態では次の通りである。磁極N1(ピーク値105.8mT)は感光体ドラム20に対向する位置において、現像ローラ3の軸心と感光体ドラム20の軸心とを結ぶ直線上に設けられる。磁極S1(ピーク値=−87.0mT)は、磁極N1から上流側50.55°の位置に設けられる。この角度は、磁極S1が配置される現像ローラ3の断面での磁極S1の中心を通る半径S1と、磁極N1が配置される現像ローラ3の断面での磁極N1の中心を通る半径N1とが成す角の角度である。以下同様とする。磁極N2(ピーク値=39.3mT)は磁極N1から上流側111.33°の位置に設けられる。磁極S2(ピーク値=−46.9mT)は磁極N1から上流側153.73°の位置に設けられる。磁極N3(ピーク値=52.8mT)は磁極N1から上流側199.40°の位置、また磁極S2から上流側45.67°に設けられる。磁極N4(ピーク値=46.8mT)は磁極N1から上流側272.40°の位置に設けられる。磁極S3(ピーク値=−83.2mT)は磁極N1から上流側314.80°の位置に設けられる。
The arrangement of the magnetic poles in the
スリーブ14は、円筒状部材であり、マグネットローラ13に外嵌され、現像槽2および図示しない支持部材によって回転自在に支持され、図示しない駆動手段によって回転可能に設けられる。スリーブ14は、非磁性材料を用いて形成される。本実施の形態では、スリーブ14は反時計回りに回転し、感光体ドラム20は時計回りに回転する。
The
第1撹拌部材4および第2撹拌部材5は、ローラ状部材であり、いずれも、現像槽2によって回転自在に支持され、かつ図示しない駆動手段によって軸心回りに回転可能に設けられる。本実施の形態では、第1撹拌部材4は反時計回りに回転し、第2撹拌部材5は時計回りに回転する。第1撹拌部材4は、現像ローラ3を介して感光体ドラム20に対向し、かつ現像ローラ3よりも鉛直方向下方になる位置に設けられる。本実施の形態では、半径S2(磁極S2が配置される現像ローラ3の断面での磁極S2の中心を通る半径)と、現像ローラ3の軸心と第1撹拌部材4の軸心とを結ぶ直線とが成す角の角度である第1撹拌部材4の設置角度は54°である。第2撹拌部材5は、第1撹拌部材4を介して現像ローラ3に対向し、かつ現像ローラ3よりも鉛直方向下方になる位置に設けられる。第1撹拌部材4および第2撹拌部材5は、現像槽2内に貯留される二成分現像剤を撹拌してトナーに均一な電荷を付与するとともに、帯電状態にある二成分現像剤を汲み上げて、現像ローラ3の周囲に送給する。
The first agitating member 4 and the second agitating member 5 are roller-like members, and both are rotatably supported by the developing
搬送部材6は、ローラ状部材であり、現像槽2によって回転自在に支持され、かつ図示しない駆動手段によって回転可能に設けられる。搬送部材6は、第2撹拌部材5を介して第1撹拌部材4に対向し、かつトナー補給口2bの鉛直方向下方に設けられる。搬送部材6は、トナー補給口2bを介して現像槽2内に補給されるトナーを、第2撹拌部材5の周囲に搬送する。
The conveying
規制部材7は、現像ローラ3の軸線方向に平行に延びる板状部材である。規制部材7は、現像ローラ3の鉛直方向上方において、その板状部材の長手方向および厚み方向に垂直な方向(以降、短手方向とする)の一端が、現像槽2の上部隔壁によって支持され、かつ他端が現像ローラ3表面に対して間隙を有して離隔して設けられる。本実施の形態では、規制部材7は現像ローラ3の半径方向(現像ローラ3の半径の延長線)上に設けられ、該延長線と、磁極N1が配置される現像ローラ3の断面における半径N1とが成す角の角度が90°になるように設けられる。規制部材7は、たとえば、ステンレス鋼、アルミニウムなどの弾性を有する非磁性金属、合成樹脂などによって形成される。本実施の形態では、規制部材7には薄板状のステンレス鋼を使用する。規制部材7は、短手方向の一端およびその近傍部分を、現像槽2によって挟持するようにして支持される。規制部材7は、現像ローラ3表面に担持される二成分現像剤層から余分な二成分現像剤を取り除き、二成分現像剤層の層厚を一定に規制することによって、二成分現像剤の感光体ドラム20への搬送量を調整する。また、規制部材7は、短手方向の他端と二成分現像剤層との摺擦によって、二成分現像剤層に含まれる帯電が不充分な二成分現像剤に電荷を付与し、二成分現像剤層に含まれる二成分現像剤を充分に帯電させる。
The regulating
流し板8は、板状部材であり、現像槽2内において、現像ローラ3の回転方向における規制部材7よりも上流側に配置され、第1撹拌部材4および第2撹拌部材5の鉛直方向上方に設けられる。流し板8は、短手方向の一端が現像ローラ3表面に対向し、間隙を有して離隔し、他端が現像ローラ3から離反する方向に延びている。本実施の形態では、流し板8の鉛直方向上方の面(上面)は、流し板8の短手方向における現像ローラ3側の端部およびその近傍部分では水平方向に対して平行であり、それ以外の部分では現像ローラ3から離反するにつれて鉛直方向に下降するように設けられる。流し板8は、その鉛直方向下部において、流し板8の長手方向に貫通するように形成され貫通口に挿通される支持部材9aによって支持される。流し板8を設けることによって、現像槽2内における二成分現像剤の円滑な流れが発生し、トナーの不均一な帯電、トナーのブロッキングなどの発生が抑制される。詳しくは、規制部材7によって現像ローラ3表面から取り除かれる二成分現像剤は一時的に現像ローラ3上方の空間に滞留するが、量が多くなると流し板8の上面を現像ローラ3から離反する方向に流過し始める。二成分現像剤は流し板8の上面に沿って流過し、矢印8aに示す二成分現像剤の流れを形成し、流し板8の短手方向における現像ローラ3側とは反対側の端部から、第2撹拌部材5に向けて落下する。落下した二成分現像剤は第1撹拌部材4および第2撹拌部材5によって他の二成分現像剤、およびトナー補給口2bから供給されるトナーと均一に混合され、再び現像ローラ3に向けて搬送される。
The
トナー濃度検知センサ12は、たとえば、第2撹拌部材5の鉛直方向下方の現像槽2底面に装着され、センサ面が現像槽2の内部に露出するように設けられる。トナー濃度検知センサ12は図示しない制御手段に電気的に接続される。制御手段は、トナー濃度検知センサ12による検知結果に応じて、トナー補給容器を回転駆動させ、トナーホッパを介して現像槽2内部にトナーを補給するように制御する。すなわち、トナー濃度検知センサ12による検知結果がトナー濃度設定値よりも低いと判定すると、トナー補給容器を回転駆動させる駆動手段に制御信号を送り、トナー補給容器を回転駆動させる。トナー濃度検知センサ12には一般的なトナー濃度検知センサを使用でき、たとえば、透過光検知センサ、反射光検知センサ、透磁率検知センサなどが挙げられる。これらの中でも、透磁率検知センサが好ましい。透磁率検知センサには図示しない電源が接続される。電源は、透磁率検知センサを駆動させるための駆動電圧およびトナー濃度の検知結果を制御手段に出力するための制御電圧を、透磁率検知センサに印加する。電源による透磁率検知センサへの電圧の印加は、制御手段によって制御される。透磁率検知センサは、制御電圧の印加を受けてトナー濃度の検知結果を出力電圧値として出力する型式のセンサであり、基本的に出力電圧の中央値近傍の感度がよいため、その付近の出力電圧が得られるような制御電圧を印加して用いられる。このような型式の透磁率検知センサは市販されており、たとえば、TS−L、TS−A、TS−K(いずれも商品名、TDK(株)製)などが挙げられる。
For example, the toner
制御手段は、現像装置1専用のものを設けてもよく、また現像装置1が装着される画像形成装置に設けられる制御手段を兼用してもよい。制御手段は、たとえば、記憶部と演算部と制御部とを含む。記憶部には、各種センサによる検知結果、設定値、画像情報、テーブルデータ、プログラムなどが書き込まれる。記憶部には、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、リードオンリィメモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、ハードディスクドライブ(HDD)などが挙げられる。演算部は、記憶部に入力される各種データ(印刷指令、検知結果、画像情報など)および各種制御を実施するためのプログラムを取り出し、各種検知および/または判定を行う。制御部は、演算部における判定結果に応じて該当装置に制御信号を送付し、動作制御を行う。制御部および演算部は、たとえば、中央処理装置(CPU、Central Processing Unit)を備えるマイクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどによって実現される処理回路である。制御手段は、記憶部、演算部および制御部とともに主電源を含む。 The control unit may be provided exclusively for the developing device 1 or may also be a control unit provided in an image forming apparatus to which the developing device 1 is attached. The control means includes, for example, a storage unit, a calculation unit, and a control unit. Detection results, setting values, image information, table data, programs, and the like by various sensors are written in the storage unit. As the storage unit, those commonly used in this field can be used, and examples thereof include a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), and a hard disk drive (HDD). The arithmetic unit takes out various data (print command, detection result, image information, etc.) input to the storage unit and a program for executing various controls, and performs various detections and / or determinations. A control part sends a control signal to an applicable apparatus according to the determination result in a calculating part, and performs operation control. A control part and a calculating part are processing circuits implement | achieved by the microcomputer provided with a central processing unit (CPU, Central Processing Unit), a microprocessor, etc., for example. The control means includes a main power supply together with the storage unit, the calculation unit, and the control unit.
現像装置1によれば、現像槽2に貯留される二成分現像剤が、第1撹拌部材4および第2撹拌部材5の回転によって第1撹拌部材4の鉛直方向上方に搬送され、現像ローラ3表面に供給される。現像ローラ3は、その表面に二成分現像剤層を担持して回転し、規制部材7による二成分現像剤層の層厚規制および二成分現像剤への帯電を受けた後、現像ニップ部で感光体ドラム20上の静電潜像にトナーを供給して現像する。現像終了後、現像ローラ3はさらに回転して再度二成分現像剤の供給を受ける。一方、規制部材7によって現像ローラ3表面から取り除かれる二成分現像剤は、流し板8の鉛直方向上面を現像ローラ3から離反する方向に流過し、第2撹拌部材5と搬送部材6との間に戻される。そこで他の二成分現像剤と再度混合され、現像ローラ3に向けて搬送される。現像槽2内では、前記のような二成分現像剤の循環が起こる。また、搬送部材6は、トナー濃度検知センサ12による検知結果に応じて現像槽2内に補給されるトナーを第2撹拌部材5の周囲に搬送する。
According to the developing device 1, the two-component developer stored in the developing
排気口9は、現像槽2の上部隔壁に設けられ、現像槽2内部の空気を排出する。排気口9は、現像槽2に収容される二成分現像剤のかさが増しても塞がれない位置に設けられている。排気口9の形状は、断面が現像槽2の上部から見て長方形であり、排気口9の長手方向における長さは、スリーブ14の長手方向における長さとほぼ同じである。排気口9には、排気される気流の上流側に気流変向板10が設けられ、その下流側にフィルタ11が設けられる。本実施形態では、排気口9は、現像槽2の上部隔壁(天井)から突出するよう設けられるが、上部隔壁の上面(外壁面)とフィルタ11の上面とが、略同一平面を成すよう設けられてもよい(図3にて示される後述の実施の第2形態の現像装置1a参照)。
The
気流変向板10は、板状部材であり、その主面が、鉛直線に対して、以下で説明する流し板8上方での二成分現像剤の移動によって生じる気流(図2の矢印Fa+Fb)の上流側に45°傾いて配置される。言い換えると、現像槽2の上部隔壁の壁面(天井)を0°とすると、この壁面に対して、二成分現像剤の移動によって生じる気流の上流側に、45°傾斜して配置される。この気流変向板10が、排気口9に、複数、互いに平行に配置される。気流変向板10は、図1の破線の矢印Faに模式的に示すように、規制部材7により現像ローラ3表面から取り除かれる二成分現像剤の移動によって生じる気流の向き、ここでは、現像槽2の上部空間を上部隔壁の壁面に沿って流れる気流の向きを、その進行方向を0°として、135°変えて、フィルタ11へ導く。
The
模式的に示す破線の矢印Faで表される気流は、二成分現像剤を担持した現像ローラ3(スリーブ14)の回転によって発生する。すなわち、矢印Faの気流は、開口2aから現像槽2内に流入し、現像ローラ3の周りを回って現像槽2の上部空間を上部隔壁に沿って流れる。実際には、模式的に示す破線の矢印Fbの気流など、二成分現像剤の移動に伴い、複雑な気流が発生する。流し板8と現像槽2の上部隔壁との間に形成される空間には、矢印Faと矢印Fbとに示す向きの気流が発生する。特に現像装置1が備えられる画像形成装置が高速機である場合では、現像ローラ3の回転が速いために、二成分現像剤の移動スピードも速く、それに伴って気流の流れが速くなる。このような状況下においては、二成分現像剤に含まれるトナーは、容易に遊離し、エアロゾルとなって空気とともに移動する。仮に、排気口9が閉鎖されると、逃げ場を失った気流は規制部材7と現像ローラ3の隙間などから外部に排出されるため、現像槽2内のトナーは、画像形成装置内あるいは画像形成装置外に飛散することになる。
The air flow schematically represented by the broken-line arrow Fa is generated by the rotation of the developing roller 3 (sleeve 14) carrying the two-component developer. In other words, the air current indicated by the arrow Fa flows into the developing
図2は、遊離したトナーを含む気流(エアロゾル)の向きが、気流変向板10により、変わる際の、トナーの挙動を示す概念図である。現像槽2の上部隔壁近傍を流れる気流は、矢印Faと矢印Fbとの2種類の気流が重なる(図2のFa+Fb)。気流変向板10(排気口9の入り口)に達した気流のうち、一部の気流が排気口9へ向かうが、ここで排気口9へ向かうには、排気口9へ直進する方向を0°として、135°変向される。空気より比重の重たいトナー(約1.1g/cm2)は、慣性により直進し(図2のFa+Fbの方向に進み)、トナーを含まない空気(気流)だけが排気口9に向かう。なお、慣性により直進する以外のトナーは、気流変向板10に付着するか、あるいは、気流変向板10にぶつかり落下することになる。気流変向板10に付着しても、ある程度付着すると、自身の重みで自然落下する。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing the behavior of the toner when the direction of the airflow (aerosol) containing the released toner is changed by the
気流変向板10周辺で乱流が発生すると、トナーの慣性力が小さくなりトナーも排気口9に吸い込まれるので、乱流が発生しないように、気流変向板10が、複数、それぞれの主面が互いに平行に配置されているのが好ましい。さらに、排気口9の内壁は、流線型に成形することが好ましく、また、気流変向板10の主面と平行に成形されていることが好ましい。
When turbulent flow is generated around the
気流変向板10の設置角度は、本実施形態では上記のように、45°としたが、鉛直線に対して、流し板8上方での二成分現像剤の移動によって生じる気流の向きを変えられるものであればよく、特に、上記気流の進行方向を0°として、90°以上180°未満の範囲で変えるような、設置角度であれば、制限されない。ただし、気流変向板10に付着したトナーが堆積すると、気流の流れが妨げられるので、気流変向板10の設置角度は、気流変向板10の主面が、鉛直線に対して、0°を成している、あるいは0°よりも大きく45°以下の範囲で二成分現像剤の移動によって生じる気流の上流側に傾いている、のが好ましい。言い換えれば、水平を0°、鉛直方向を90°とし、上部隔壁の壁面(天井)を水平方向に一致させて、計測したときに、45°以上90°以下で、二成分現像剤の移動によって生じる気流(Fa+Fb)の上流側に傾いているのが好ましい。気流変向板10がこの角度に設置されていると、トナーが気流変向板10にある程度付着すると、自身の重みで自然落下するため、排気口9にトナーが詰まらない。そのため、トナーによって排気口9の気流の流れが妨げられることがない。また、気流変向板10は、帯電されることによって、静電気力でトナーの吸着を抑えられるように、金属板または導電材を含む樹脂で形成されるのが好ましい。
In the present embodiment, the installation angle of the
フィルタ11は、現像槽2から排出される空気の中からトナー粒子を捕捉する。フィルタ11の種類としては、特に限定されないが、トナー捕捉効果に優れ圧力損失の低いフィルタが得られ、かつ、多くの付着トナーを保持できる点で、単繊維直径1〜10μmの繊維集合体が好ましい。単繊維直径が1μm未満では圧力損失が大きくなり気流の流れが妨げられ、単繊維直径が10μmを越えるとトナーを捕捉する効果が低下し、フィルタとしての性能が劣る。フィルタ11の厚みは特に限定されないが、1〜20mmが好ましい。繊維の材質としては、ポリエステル系繊維またはポリアミド系繊維が好ましい。ポリエステル系繊維またはポリアミド系繊維は帯電しやすく、トナーが繊維と接触することにより、静電気力により付着保持されるため、粒径の小さいトナー粒子であっても、フィルタ11で捕捉される。また、種類の異なる2種類の繊維を用いることがさらに好ましく、種類の異なる繊維を組み合わせることによって、繊維どうしが正または負に帯電することから、静電気力による帯電したトナー粒子を捕捉する能力が高まる。
The
図3〜5に、現像装置1の変形例を示す。図3〜5に示す現像装置において、現像装置1と同じ構成部材については同じ符号を付し説明を省略する。 3 to 5 show modifications of the developing device 1. In the developing device shown in FIGS. 3 to 5, the same components as those of the developing device 1 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図3は、本発明の実施の第2形態である現像装置1aの構成を示す断面図である。現像装置1aでは、現像槽2の上部離壁の壁面(天井)が、現像ローラ3上部から排気口9入り口へ向かって、水平方向から45°現像槽2内部に向かって傾斜している。そして、排気口9には、気流変向板10が、複数、鉛直線に対して、0°を成して(鉛直方向に)、それぞれの主面が互いに平行となるように、配置されている。気流は、現像ローラ3上方から流し板8上方の排気口9入り口に向かって、現像槽2の上部離壁の壁面である傾斜面(45°)に沿って進み、気流変向板10で変向される。気流のこの傾斜面に沿う進行方向を0°とすると、この現像槽2の上部隔壁の内側の面に沿った気流は、鉛直方向に設置された気流変向板10で、45°+90=135°変向される。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of the developing
なお、現像装置1aでは、現像槽2の上部隔壁(天井)の上面とフィルタ11の上面とが、略同一平面を成すよう設けられている。しかし、現像槽2の上部隔壁(天井)から突出するよう設けられていてもよく、形状は、限定はされない。
In the developing
図4は、本発明の実施の第3形態である現像装置1bの構成を示す断面図である。現像装置1bでは、現像槽2の上部離壁の壁面(天井)が、現像ローラ3上方から排気口9入り口へ向かって、水平方向から30°現像槽2内部に向かって傾斜している。そして、排気口9には、気流変向板10が、複数、鉛直線に対して、0°を成して(鉛直方向に)、それぞれの主面が互いに平行となるように、配置されている。気流は、現像ローラ3上方から流し板8上方の排気口9入り口に向かって、現像槽2の上部離壁の壁面である傾斜面(30°)に沿って進み、気流変向板10で変向される。気流のこの傾斜面に沿う進行方向を0°とすると、この現像槽2の上部隔壁の壁面に沿った気流は、鉛直方向に設置された気流変向板10で、30°+90=120°変向される。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration of a developing
なお、現像装置1bでは、排気口9は、現像槽2の上部隔壁(天井)から突出するよう設けられるが、この形状に限定はされない。
In the developing
図5は、本発明の実施の第4形態である現像装置1cの構成を示す断面図である。現像装置1cでは、現像槽2の上部離壁の内側の面(天井)は、現像装置1と同様に、水平に設けられている。そして、排気口9には、気流変向板10が、複数、鉛直線に対して、0°を成して(鉛直方向に)、それぞれの主面が互いに平行となるように、配置されている。気流は、現像ローラ3上方から流し板8上方の排気口9入り口に向かって、現像槽2の上部離壁の壁面に沿って進み、気流変向板10で変向される。気流のこの上部離壁の内側の面に沿う進行方向を0°および初め鉛直上向に角度が増えるとして、この現像槽2の上部隔壁の内側の面に沿った気流は、鉛直方向に設置された気流変向板10で、90°変向される。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of a developing device 1c according to the fourth embodiment of the present invention. In the developing device 1 c, the inner surface (ceiling) of the upper separation wall of the developing
次に、現像装置1(あるいは、現像装置1a〜1cのいずれか)が備えられる、本発明の別の実施形態である画像形成装置100について説明する。図6は、画像形成装置100の構成を模式的に示す断面図である。画像形成装置100は、電子写真方式のカラー画像形成装置であり、例えばネットワークを介して外部から送信されてくる画像データや画像読取装置(図示せず)によって読み取った画像データに基づいて、記録紙(転写媒体)に対して多色または単色の画像を形成するものである。
Next, an
画像形成装置100は、デジタル複写機であり、複写モードと印刷モードとを有している。複写モードでは後記するスキャナ部29において読み取られる原稿の画像情報に応じて原稿の複写物を印刷し、印刷モードでは画像形成装置100にネットワークを介して接続される外部機器からの画像情報に応じてそれに対応する画像を印刷する。画像形成装置100は、感光体ドラム20と、帯電手段21と、露光手段22と、現像装置1と、転写手段23と、定着手段25と、クリーニング手段24と、給紙カセット28と、スキャナ部29と、排紙トレイ30とを含む。
The
感光体ドラム20は、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動可能に支持され、その表面に静電潜像ひいてはトナー像が形成される感光膜を有するローラ状部材である。感光体ドラム20には、たとえば、図示しない導電性基体と、導電性基体表面に形成される図示しない感光膜とを含む部材を使用できる。導電性基体には、円筒状、円柱状、シート状などの導電性基体を使用でき、その中でも円筒状導電性基体が好ましい。感光膜としては、有機感光膜、無機感光膜などが挙げられる。有機感光膜としては、電荷発生物質を含む樹脂層である電荷発生層と、電荷輸送物質を含む樹脂層である電荷輸送層との積層体、1つの樹脂層中に電荷発生物質と電荷輸送物質とを含む樹脂層などが挙げられる。無機感光膜としては、酸化亜鉛、セレン、アモルファスシリコンなどから選ばれる1種または2種以上を含む膜が挙げられる。導電性基体と感光膜との間には、下地膜を介在させてもよく、感光膜の表面には主に感光膜を保護するための表面膜(保護膜)を設けてもよい。
The
帯電手段21は、感光体ドラム20に圧接するように設けられるローラ状部材である。帯電手段21には図示しない電源が接続され、帯電手段21に電圧を印加する。帯電手段21は電源から電圧の印加を受けて、感光体ドラム20表面を所定の極性および電位に帯電させる。本実施の形態では、ローラ状帯電手段を用いるが、これに限定されず、帯電ブラシ型帯電器、非接触型のコロトロンやスコロトロン帯電器、鋸歯型帯電器、イオン発生装置、磁気ブラシなどの接触方式の帯電器などを使用できる。
The charging
露光手段22は、スキャナ部29において読み取られる原稿の画像情報、または外部機器からの画像情報が入力され、画像情報に応じた信号光を、帯電状態にある感光体ドラム20表面に照射する。これによって、感光体ドラム20表面に、画像情報に応じた静電潜像が形成される。露光手段22には、光源を含むレーザスキャニングユニットが用いられる。レーザスキャニングユニットは、たとえば、光源、ポリゴンミラー、fθレンズ、反射ミラーなどを組合せたユニットである。光源としては、たとえば、半導体レーザ、LEDアレイ、エレクトロルミネッセンス(EL)素子などを使用できる。
The
現像装置1は、図1を用いて説明した本発明に係る現像装置1である。 The developing device 1 is the developing device 1 according to the present invention described with reference to FIG.
転写手段23は、図示しない支持手段によって回転自在に支持され、かつ図示しない駆動手段によって回転可能に設けられ、かつ感光体ドラム20に圧接するように設けられるローラ状部材である。転写手段23には、たとえば、直径8〜10mmの金属製芯金と、金属製芯金の表面に形成される導電性弾性層とを含むローラ状部材が用いられる。金属製芯金を形成する金属としては、ステンレス鋼、アルミニウムなどを使用できる。導電性弾性層としては、エチレン−プロピレンゴム(EPDM)、発泡EPDM、発泡ウレタンなどのゴム材料にカーボンブラックなどの導電材を配合したゴム材料を使用できる。感光体ドラム20と転写手段23との圧接部(転写ニップ部)に、感光体ドラム20の回転によってトナー像が搬送されるのに同期して、給紙カセット28から図示しないピックアップローラおよびレジストローラを介して記録媒体が1枚ずつ供給される。記録媒体が転写ニップ部を通過することによって、感光体ドラム20表面のトナー像が記録媒体に転写される。転写手段23には図示しない電源が接続され、トナー像を記録媒体に転写する際に、トナー像を構成するトナーの帯電極性とは逆極性の電圧が転写手段23に印加される。これによって、トナー像が記録媒体に円滑に転写される。転写手段23によれば、感光体ドラム20表面のトナー像を記録媒体に転写する。
The transfer means 23 is a roller-like member that is rotatably supported by a support means (not shown), is rotatably provided by a drive means (not shown), and is provided in pressure contact with the
クリーニング手段24は、図示しないクリーニングブレードと、図示しないトナー貯留槽とを含む。クリーニングブレードは、感光体ドラム20の長手方向に平行に延び設けられる板状部材である。そして、その板状部材の長手方向および厚み方向に垂直な方向の一端が感光体ドラム20表面に当接するように設けられる。クリーニングブレードは、記録媒体にトナー像を転写した後に感光体ドラム20表面に残留するトナー、紙粉などを感光体ドラム20表面から取り除く。トナー貯留槽は内部空間を有する容器であり、クリーニングブレードによって除去されるトナーを一時的に貯留する。クリーニング手段24によって、トナー像を転写した後の感光体ドラム20表面が清浄化される。
The
定着手段25は、定着ローラ26と加圧ローラ27とを含む。定着ローラ26は、図示しない支持手段によって回転自在に支持され、かつ図示しない駆動手段によって軸線回りに回転可能に設けられるローラ状部材である。定着ローラ26は、その内部に図示しない加熱手段を有し、転写ニップ部から搬送される記録媒体に担持される未定着トナー像を構成するトナーを加熱し、溶融させて記録媒体に定着させる。定着ローラ26としては、たとえば、芯金と、弾性層とを含むローラ状部材を使用する。芯金は、鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属によって形成される。弾性層は、たとえば、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどの弾性材料で形成される。加熱手段は図示しない電源から電圧印加を受けて発熱する。加熱手段にはハロゲンランプ、赤外線ランプなどを使用できる。
The fixing
加圧ローラ27は、回転自在に支持され、かつ図示しない加圧手段によって定着ローラ26に対して圧接するように設けられるローラ状部材である。加圧ローラ27は定着ローラ26の回転に従動回転する。定着ローラ26と加圧ローラ27との圧接部が定着ニップ部である。加圧ローラ27は、定着ローラ26によるトナー像の記録媒体への加熱定着に際し、溶融状態にあるトナーを記録媒体に対して押圧することによって、トナー像の記録媒体への定着を促進する。加圧ローラ27には、定着ローラ26と同じ構成のローラ状部材を使用できる。加圧ローラ27の内部にも加熱手段を設けてもよい。その場合、加熱手段には定着ローラ26内部の加熱手段と同様のものを使用できる。
The
定着手段25によれば、トナー像が転写された記録媒体を定着ニップ部に通過させ、トナー像を構成するトナーを溶融させるとともに、記録媒体に押圧することによって、トナー像を記録媒体に定着させ、画像を印刷する。画像が印刷された記録媒体は、図示しない搬送手段によって、画像形成装置100の鉛直方向側面に設けられる排紙トレイ30に排出され、積載される。
According to the fixing
給紙カセット28は、普通紙、コート紙、カラーコピー用紙、OHPフィルムなどの記録媒体を収容するトレイである。給紙カセット28は複数設けられ、それぞれの給紙カセット28にサイズの異なる記録媒体が収容される。記録媒体のサイズには、たとえば、A3、A4、B5、B4などがある。また、複数の給紙カセット28に同じサイズの記録媒体を収容してもよい。図示しないピックアップローラと、搬送ローラと、レジストローラとによって、感光体ドラム20表面のトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、記録媒体が1枚ずつ送給される。
The
スキャナ部29には図示しない原稿セットトレイ、自動原稿搬送装置(RADF、Reversing Automatic Document Feeder)などが設けられるとともに、図示しない原稿読み取り手段が設けられる。自動原稿搬送装置は、原稿セットトレイに載置される原稿を、原稿読み取り手段の原稿載置台に搬送する。原稿読み取り手段は、原稿載置台と、原稿走査ユニットと、反射手段と、光電変換素子(Charge Coupled Device、以下「CCD」という)ライセンサなどを含む。原稿読み取り手段は、原稿載置台に載置される原稿の画像情報を複数ライン毎、たとえば10ライン毎に読み取る。原稿載置台は、画像情報を読み取る原稿を載置するためのガラス製板状部材である。原稿走査ユニットは図示しない光源と第1の反射ミラーとを含み、原稿載置台の鉛直方向下面に沿って平行に一定速度Vで往復移動し、原稿載置台に載置される原稿の画像形成面に光を照射する。光の照射によって反射光像が得られる。光源は原稿載置台に載置される原稿に照射する光の光源である。第1の反射ミラーは反射光像を反射手段に向けて反射する。反射手段は、図示しない第2の反射ミラーと第3の反射ミラーと光学レンズとを含み、原稿走査ユニットで得られる反射光像を光電変換素子ライセンサ上で結像させる。反射手段は原稿走査ユニットの往復移動(速度V)に追随してV/2の速度で往復移動する。第2,第3の反射ミラーは反射光像が光学レンズに向うように反射光像を反射させる。光学レンズは反射光像を光電変換素子ライセンサ上に結像させる。CCDライセンサは、光学レンズによって結像される反射光像を電気信号に光電変換する図示しないCCD回路を含み、画像情報である電気信号を制御手段の中の画像処理部に出力する。画像処理部は、原稿読み取り手段またはパーソナルコンピュータなどの外部装置から入力される画像情報を電気信号に変換し、露光手段22に出力する。
The
画像形成装置100は、長期に渡って画像形成装置100内部にトナー汚れが発生せず、フィルタ11の交換頻度が少なくて済むため、メンテナンス性の優れた装置となる。
The
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像装置に利用することができる。 The present invention can be used in a developing device used in an electrophotographic image forming apparatus.
1,1a,1b,1c 現像装置
2 現像槽
3 現像ローラ
4 第1撹拌部材
5 第2撹拌部材
6 搬送部材
7 規制部材
8 流し板
9 排気口
10 気流変向板
11 フィルタ
12 トナー濃度検知センサ
13 マグネットローラ
14 スリーブ
19 トナー補給ローラ
20 感光体ドラム
21 帯電手段
22 露光手段
23 転写手段
24 クリーニング手段
25 定着手段
28 給紙トレイ
29 スキャナ部
30 排紙トレイ
100 画像形成装置
1, 1a, 1b,
Claims (11)
表面に二成分現像剤を担持して回転し、像担持体に二成分現像剤に含まれるトナーを供給する現像ローラと、
前記現像ローラの上部側にて、前記現像ローラ表面の二成分現像剤の担持量を規制する規制部材と、
前記規制部材よりも前記現像ローラの回転方向上流に配置され、一端が前記現像ローラ表面に近接し、他端が前記現像ローラから離反する方向に延び、前記規制部材により前記現像ローラ表面から取り除かれる二成分現像剤を、前記現像ローラから離反する方向に搬送する流し板と、を備えた現像装置において、
前記流し板上方の現像槽上部隔壁に設けられ、当該現像装置内の空気を排出する排気口と、
前記排気口に設けられるフィルタと、
前記フィルタよりも前記排出される空気の流れの上流側に設けられ、前記規制部材により前記現像ローラ表面から取り除かれる二成分現像剤の移動によって生じる気流の向きを前記フィルタに向かう方向に変える気流変向板と、を備えたことを特徴とする現像装置。 A developing tank containing a two-component developer;
A developing roller that carries a two-component developer on its surface, rotates, and supplies toner contained in the two-component developer to the image carrier;
A regulating member that regulates the carrying amount of the two-component developer on the surface of the developing roller on the upper side of the developing roller;
Arranged upstream of the regulating member in the rotational direction of the developing roller, one end is close to the developing roller surface, the other end extends away from the developing roller, and is removed from the developing roller surface by the regulating member. In a developing device comprising a two-component developer and a sink plate that conveys the two-component developer in a direction away from the developing roller,
An exhaust port provided in the upper partition wall of the developing tank above the sink plate and for discharging the air in the developing device;
A filter provided at the exhaust port;
An airflow change that changes the direction of the airflow generated by the movement of the two-component developer removed from the surface of the developing roller by the restriction member to the direction toward the filter. And a developing plate.
Priority Applications (1)
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| JP2007227921A JP2009058894A (en) | 2007-09-03 | 2007-09-03 | Developing device and image forming apparatus |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014178661A (en) * | 2013-02-13 | 2014-09-25 | Ricoh Co Ltd | Developing device, process cartridge, and image forming apparatus |
| JP2019184708A (en) * | 2018-04-04 | 2019-10-24 | 富士ゼロックス株式会社 | Developing device and image forming apparatus |
| JP2020046590A (en) * | 2018-09-20 | 2020-03-26 | 富士ゼロックス株式会社 | Developing device and image forming apparatus |
| CN112513743A (en) * | 2018-11-01 | 2021-03-16 | 惠普发展公司,有限责任合伙企业 | Developing device having structure for releasing internal pressure |
-
2007
- 2007-09-03 JP JP2007227921A patent/JP2009058894A/en active Pending
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