JP2007233083A - Developing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、複合機、プリンターなどの画像形成装置の現像に用いられる現像装置、及び当該現像装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a developing device used for developing an image forming apparatus such as a copying machine, a multifunction peripheral, and a printer, and an image forming apparatus including the developing device.
画像形成装置の感光体ドラムに形成された潜像を可視像にする際に使用される現像装置400は、図4に示すように、感光体ドラムに401に近接する位置に設けられている。現像装置400は、トナーを保持するハウジング402と、ハウジング402に支持された現像ローラ403と搬送スクリュー404、405を備えている。搬送スクリュー404、405の回転軸407には、ハウジング402内のトナーを攪拌すると共に循環させるために、スパイラル状に形成された径の均一な羽根406が設けられている。
As shown in FIG. 4, the developing
現像ローラ403は、図5に示すように、内部がマグネットローラ408で構成され、マグネットローラ408の外周が現像スリーブ409で構成されている。また、マグネットローラ408は5極構造となっている。マグネットローラ408は固定されており、現像スリーブ409は回転可能となっている。現像スリーブ409が回転することで、搬送スクリュー404、405にて攪拌及び循環されるハウジング402内のトナーが現像ローラ403によってハウジング402の外部へと搬送される。
As shown in FIG. 5, the developing
現像ローラ403上方には、現像ローラ403にて搬送されるトナー量を規制する規制部材(磁性ブレード)410が備えられている。現像ローラ403にて外部に搬送されるトナーは、この規制部材410によって一定の電荷を与えられかつ一定量に規制されて感光体ドラム401に供給される。
Above the developing
感光体ドラム401は、表面が一様に帯電され、その後レーザによって潜像が形成される。これにより潜像が形成された位置の電荷状態は、現像ローラ403から供給される帯電したトナーが付着する状態となっている。そのため、現像ローラ403から供給されたトナーは潜像が形成された位置にのみ付着する。
The surface of the
感光体ドラム401に供給されたトナーのうち、感光体ドラム401に付着しなかったトナーは現像ローラ403を伝ってハウジング402内に回収される。感光体ドラム401に付着できかったトナーがハウジグ402内に回収されると、帯電したトナーがハウジング402内に存在することになる。このように回収されたトナーが再び現像ローラ403にて感光体ドラム401に供給されることになると、帯電しているにも関わらず感光体ドラム401に供給される際に再度規制部材410によって電荷が与えられる。そのため、再度電荷が与えられるとトナーが過度に帯電するので、画像濃度が低下するなどの現像不良が発生する。
Of the toner supplied to the
また、回収されたトナーがハウジング402内に均一に存在せずに、ハウジング402内の一部にかたまって存在し、補給トナーが、現像装置内のトナーを充分に混合分散しない状態で現像ローラ403によって感光体ドラム401に供給されてしまうことでも、上記のような現像不良が発生する。
Further, the collected toner is not uniformly present in the
このようなことを防ぐために、現像装置400では、上記の搬送スクリュー404、405がトナーの攪拌を行ない、新たに追加された帯電していないトナーと帯電したトナーとをハウジング402内に均一に分散させることによって、上記の現像不良を防いでいる。
In order to prevent this, in the developing
しかしながら、特に帯電したトナーはかたまる傾向があり、ハウジング内の隅だけでなく、搬送スクリュー404、405の羽根にまで付着してしまう。当該付着により、搬送スクリューによるトナーの搬送・攪拌能力が低下してしまい、トナーの過帯電や流動性低下によるトナーの搬送不良が起こる。結果的として、一部のトナーが過度に帯電することで、上記現像不良に至るのである。
However, particularly charged toner tends to accumulate, and adheres not only to the corner in the housing but also to the blades of the conveying
これに対して、特開2001−42733号公報には、搬送スクリューに対して弾性を有する掻き落とし板を接触させることで、羽根に付着したトナーを掻き落とす技術が開示されている。
しかしながら、特許文献1に開示された掻き落とし板では羽根に十分に接触するはできない。つまり、板と板との間に間隙が存在し、即ちトナーを掻き落とせない部分が存在する。 However, the scraping plate disclosed in Patent Document 1 cannot sufficiently contact the blades. That is, there is a gap between the plates, that is, there is a portion where the toner cannot be scraped off.
また、トナーを掻き落とすという動作は、そのストレスによりトナー粒子表面から外部添加剤(研磨剤など)を剥離させ、あるいは外部添加剤がトナー粒子表面に埋め込まれてしまい、即ちトナーを劣化させてしまう。当該トナーの劣化は、結果的に現像不良の原因となる。 Further, the operation of scraping off the toner causes the external additive (abrasive etc.) to be peeled off from the toner particle surface by the stress, or the external additive is embedded in the toner particle surface, that is, deteriorates the toner. . The deterioration of the toner results in development failure.
そこで本発明は、トナーを劣化させること無く羽根へのトナーの付着を防止することでトナーの搬送・攪拌効率を高めた現像装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a developing device that improves toner conveyance / stirring efficiency by preventing toner from adhering to a blade without deteriorating the toner.
本発明の現像装置は、トナーが保持されるハウジングと、ハウジング内に配置され回転軸と当該回転軸に配設され回転軸の回転により上記トナーを搬送させる羽根とを備えた搬送スクリューと、ハウジングの外部とハウジング内部とに接すると共に搬送スクリューよりトナーを取得する回転可能な現像ローラとを備えている。そして、羽根は弾性部材により構成されると共に、ハウジングは、内面に回転軸の回転に応じて羽根を変形可能に接触・離間する突起部を備えた構成を特徴とする。 The developing device according to the present invention includes a housing in which toner is held, a conveyance screw including a rotation shaft disposed in the housing, a blade disposed on the rotation shaft and conveying the toner by rotation of the rotation shaft, and a housing And a rotatable developing roller that contacts the inside of the housing and the inside of the housing and acquires toner from the conveying screw. The blade is constituted by an elastic member, and the housing is characterized in that an inner surface is provided with a protrusion that contacts and separates the blade in a deformable manner according to the rotation of the rotation shaft.
この現像器によると、突起部が羽根に接触・離間することで、弾性体で構成された羽根の接触部位周辺まで影響を及ぼすため、羽根のすべての位置に突起部を接触させること無く、羽根全体について付着トナーの除去が可能となる。また、変形、弾性による除去では、トナーを劣化させることが無く、すなわちトナー劣化による画像への影響を抑えることができる。 According to this developing device, since the protruding portion contacts and separates from the blade, it affects the periphery of the contact portion of the blade made of an elastic body. Therefore, the blade does not contact the protruding portion at all positions of the blade. It is possible to remove the adhered toner for the whole. Further, the removal by deformation or elasticity does not deteriorate the toner, that is, the influence of the toner deterioration on the image can be suppressed.
なお、突起部は、トナーの搬送を阻害しない無トナー位置に設ける構成とすることで、突起部がトナーの搬送を阻害することが無い。 Note that the protrusion is configured to be provided at a toner-free position that does not hinder toner conveyance, so that the protrusion does not hinder toner conveyance.
また、上記現像装置を備えた画像形成装置も提供する。 An image forming apparatus including the developing device is also provided.
本発明によれば、現像器において、突起部が羽根に接触・離間することで、弾性体で構成された羽根の接触部位周辺まで影響を及ぼすため、羽根のすべての位置に突起部を接触させること無く、羽根全体について付着トナーの除去が可能となる。また、変形、弾性による除去では、トナーを劣化させることが無く、すなわちトナー劣化による画像への影響を抑えることができる。 According to the present invention, in the developing unit, since the protrusion comes into contact with or separates from the blade and affects the vicinity of the contact portion of the blade made of an elastic body, the protrusion is brought into contact with all positions of the blade. Therefore, it is possible to remove the adhered toner from the entire blade. Further, the removal by deformation or elasticity does not deteriorate the toner, that is, the influence of the toner deterioration on the image can be suppressed.
さらに、突起部は、トナーの搬送を阻害しない無トナー位置に設ける構成とすることで、突起部がトナーの搬送を阻害することが無い。 Further, the protrusion is provided at a toner-free position that does not hinder toner conveyance, so that the protrusion does not hinder toner conveyance.
図1は、本実施の形態における現像装置100が内蔵された複写機10の内部構成図である。図1に示すように、複写機10は、本体90と、本体の上側に設けられた原稿を読み取るスキャナ部91を備えている。
FIG. 1 is an internal configuration diagram of a
本体90の内部には、感光体ドラム101が備えられる。感光体ドラム101の周囲には、帯電器11、レーザ12、現像装置100、転写器13、除電器14が備えられている。
A
上記現像装置100は、図2及び図3に示すように、ハウジング102とハウジング102内部に設けられた搬送スクリュー104、105と、ハウジング102の内部と外部に表面が存在する現像ローラ103を備え、さらに、図3に示すように、帯電器110を備えている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the developing
ハウジング102には、現像器100の印刷動作時、またはトナーの補給動作時に上方に位置する場所に、トナー補給口108が設けられている。またトナー補給口108近傍に、トナーの減少を検知するセンサー109が設けられている。上記センサーは、磁気や圧力を検知することにより、トナー補給口108からのトナーの補給を制御する。また、ハウジング102内部には、搬送スクリュー104、105の羽根に接触するように配置された突起部111、112が、例えば搬送スクリューの長手方向に等間隔で複数個備えられている。
The
搬送スクリュー104、105は、ハウジング102内のトナーを攪拌すると共に循環(搬送)させるために、スパイラル状に形成された羽根106が回転軸107に沿って端部近傍から他端近傍まで設けられている。なお、上記羽根106は、弾性部材で構成されている。また、搬送スクリュー104と105とは現像ローラ103の一方側に複数配置されており、搬送スクリューの長手方向中央部は、トナーの往来がないよう中央壁110により分離されている。
In order to stir and circulate (convey) the toner in the
現像ローラ103は、図3に示すように、従来と同様に、内部はマグネットローラ108で構成され、マグネットローラ108の外周は矢印X方向に回転可能な現像スリーブ109で構成されている。マグネットローラ108は図2に示すように、5極構造となっている。マグネットローラ108は固定されており、現像スリーブ109は回転可能となっている。
As shown in FIG. 3, the developing
帯電器110は、ハウジング102の内側であって現像ローラ103の上側に取り付けられており、現像ローラ103の上面を伝ってハウジング102の外部に搬送されるトナーに電荷を与える。
The
本体90は、複写に用いる用紙を格納する給紙カセット21、22を下部に備える。給紙カセット21、22の上方には、給紙カセットに格納された用紙を1枚ずつ給紙カセットから取り出して搬送路20へと送り出す給紙ローラ23、24が設けられている。
搬送路20の中途には、送り出された用紙を下流へと搬送する搬送ローラ25が設けられている。この搬送ローラ25によって用紙は、感光体ドラム101と転写器13の間へと搬送され、この間を通過する際に感光体ドラム101に形成されたトナー画像が転写される。感光体ドラム100と転写器13を通過した用紙は、搬送ベルト26などによって定着ローラ27と加圧ローラ28の間へと搬送される。定着ローラ27と加圧ローラ28の間に搬送された用紙は、定着ローラ27と加圧ローラ28によって転写されたトナー画像の定着が行なわれる。トナー画像の定着が行なわれた用紙は、その後図示しない排紙ローラによって排紙トレイ29に排紙される。
The
In the middle of the
スキャナ部91は、原稿台31とADF(auto document feeder)32と、ADFにて搬送される原稿を載置する載置台33と、原稿を読み取る光学系34と、光学系34にて読み取られた原稿の画像データを生成するCCDからなる撮像手段35を備える。
The
複写機10を用いて複写を行なう場合は、ユーザは、図示しないスタートキーを押下する。スタートキーが押下されると、複写機10は、原稿台31又は載置台33に原稿が載置されているか否かを判断する。原稿台31に原稿が載置されていれば、複写機10は、上記光学系34を用いて原稿台31に載置された原稿の読み取りを行なう。一方、載置台33にのみ原稿が載置されているときは、複写機10は、ADF32を用いて載置台33の原稿を搬送しながら光学系34にて読み取る。
When copying using the copying
光学系34で読み取られた原稿は、撮像手段35によって画像データが生成される。
Image data is generated by the imaging means 35 from the document read by the
また、複写機10は、スタートキーが押下されると、感光体ドラム101を矢印Y方向に回転させるとともに、帯電器11を用いて感光体ドラム101の表面を一様に帯電させる。複写機10は、撮像手段35にて画像データが生成されると、画像データに応じた潜像をレーザ12で感光体ドラム101を照射することで感光体ドラム101の表面に画像データに応じた潜像を形成する。
Further, when the start key is pressed, the copying
更に、複写機10は、現像装置100の現像スリーブ109を回転させることで、潜像が形成された感光体ドラム101にトナーを付着させて、潜像を可視化してトナー視像を生成する。
Further, the copying
上記のような原稿の読み取り、及び、トナー画像の形成と同時に、複写機10は、スタートキーが押下されると、給紙カセット21、22の何れかに格納された用紙を給紙ローラ23、24で搬送路20に送り出す。更に複写機10は、感光体ドラム101に形成されたトナー画像が、転写器13と対向する位置に到達する時に、搬送ローラ25を用いて感光体ドラム101と転写器13との間に送り込まれる。感光体ドラム101と転写器13の間を通過する際に用紙は、トナー画像が転写される。その後用紙は、上述のように、定着ローラ27と加圧ローラ28によってトナー画像の定着が行なわれて排紙トレイ29に排紙される。
Simultaneously with the reading of the original and the formation of the toner image as described above, when the start key is pressed, the copying
本発明の上記現像装置100に備えられた搬送スクリュー104、105は、定期的又は常時、複写機10に備えられたモータによって回転させられている。搬送スクリュー104、105が回転すると、ハウジング102内の、現像器100の動作時における底部301にあるトナー(図3における黒ベタ)が、羽根106によって図2の矢印方向(反時計周り)に搬送されつつ、攪拌される。ここで、羽根106は弾性部材で構成されているが、トナー搬送時のトナーによってかかる圧力では変形しない程度の堅さを有している。弾性部材としては、例えばシリコンゴム、ウレタンゴム、ポリウレタン等が利用できる。
The conveying
底部301にてトナーを搬送方向に付勢した羽根106は、回転軸107の回転によって底部301から、トナーの存在しない上部302に移動する。そして、上部302に突出した羽根106は、トナーの搬送を阻害しない位置、即ち無トナー位置(例えば上部302)において、突起部111、112に接触する。ここで、突起部111、112は、羽根106を構成する弾性部材よりも硬質の部材を素材としており、突起部111、112が羽根106に接触することにより、羽根106が変形する。
The
羽根106が突起部111、112に接触することで、突起部111、112が接触した羽根106に付着したトナーがまず除去される。そして、羽根106の変形により、変形した羽根106の周辺に付着したトナーが当該変形により剥離して除去される。さらに、突起部111、112が羽根106から離間する際に、羽根106の変形が解消され、この際に羽根106を構成する弾性部材の戻り弾性により、付着したトナーが剥離して除去される。
When the
つまり、突起部111、112が羽根106に接触・離間すると、弾性体で構成された羽根の接触部位周辺まで影響を及ぼすため、羽根のすべての位置に突起部111、112を接触させること無く、羽根106全体について付着トナーの除去が可能となる。また、変形、弾性による除去では、トナーを劣化させることが無く、すなわちトナー劣化による画像への影響を抑えることができる。
In other words, when the
なお、上記突起部111、112が設けられる位置及び羽根と接触する位置は、トナーの搬送を阻害しない無トナー位置にするのが好ましい。例えば、動作時にトナーが存在(位置)する底部301以外の位置に突起部を設け、さらに底部301以外の位置にて羽根と接触するのが、搬送を阻害しない点で効果的である。
The positions where the
無トナー位置として、上記中央壁110(図1、図3の突起部112、図3の突起部303)や、動作時におけるハウジング内上面(図1、図3の突起部111)、あるいはハウジング内壁の(図3の突起部304)などが挙げられる。
As the toner-free position, the central wall 110 (the
また、長手方向の配置例として、側面視にて隣接する各羽根に対応させて配置する構成が挙げられる。この構成では、戻り弾性による振動が同時に発生するため、搬送スクリュー全体に対して振動の相乗効果による除去が期待できる。 Moreover, the structure arrange | positioned corresponding to each blade | wing adjacent in a side view as an example of arrangement | positioning of a longitudinal direction is mentioned. In this configuration, vibration due to return elasticity is generated at the same time, so that it is possible to expect removal due to a synergistic effect of vibration on the entire conveying screw.
本発明に係る現像装置等は、トナーを劣化させること無く羽根へのトナーの付着を防止することで、トナーの搬送・攪拌効率を高めた現像装置等として有用である。 The developing device or the like according to the present invention is useful as a developing device or the like that improves toner conveyance / stirring efficiency by preventing the toner from adhering to the blade without deteriorating the toner.
100 現像装置
102 ハウジング
103 現像ローラ
104、105 搬送スクリュー
106 羽根
110 規制部材
111、112 突起部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
上記ハウジング内に配置され、回転軸と、当該回転軸に配設され回転軸の回転により上記トナーを搬送させる羽根とを備えた搬送スクリューと、
上記ハウジングの外部とハウジング内部とに接すると共に、上記搬送スクリューよりトナーを取得する回転可能な現像ローラとを備え、
上記羽根は弾性部材により構成されると共に、
上記ハウジングは、内面に上記回転軸の回転に応じて上記羽根を変形可能に接触・離間する突起部を備えた現像装置。 A housing in which toner is held;
A conveying screw that is disposed in the housing and includes a rotating shaft and a blade that is disposed on the rotating shaft and conveys the toner by rotation of the rotating shaft;
A rotatable developing roller that contacts the exterior of the housing and the interior of the housing, and that acquires toner from the conveying screw;
The blade is composed of an elastic member,
The housing is provided with a projecting portion on an inner surface of the housing that includes a protrusion that contacts and separates the blade in a deformable manner according to the rotation of the rotating shaft.
上記突起部は、上記中央壁に設けられた請求項2記載の現像装置。 A plurality of the conveying screws are disposed on one side of the developing roller, and the longitudinal central portions of the conveying screws are separated by a central wall. The protrusion is provided on the central wall. Item 3. The developing device according to Item 2.
An image forming apparatus comprising the developing device according to claim 1.
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