JP2008216845A

JP2008216845A - 現像剤搬送スクリュー装置

Info

Publication number: JP2008216845A
Application number: JP2007056796A
Authority: JP
Inventors: Yuji Kamiyama; 雄二神山; Hiroaki Moriyama; 浩明森山
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2007-03-07
Filing date: 2007-03-07
Publication date: 2008-09-18
Anticipated expiration: 2027-03-07
Also published as: JP5325391B2

Abstract

【課題】現像剤搬送時の搬送方向に対して直行する断面方向の現像剤搬送分布の均一化に貢献することができる現像剤搬送スクリュー装置を提供する。
【解決手段】現像剤を軸線方向に沿って搬送するために回転するスクリュー本体としての攪拌スクリュー２８には、回転軸２８ａの周りに螺旋状に突出する大径羽根部２８ｂとこの大径羽根部２８ｂのピッチ間に位置して大径羽根部２８ｂよりも小径で回転軸周りに螺旋状に突出する小径羽根部２８ｃとを備え、小径羽根部２８ｃは大径羽根部２８ｂよりも現像剤搬送方向下流側に位置しており、大径羽根部２８ｂの頂点から回転軸中心に向う現像剤搬送面の傾斜角度をθ１とし小径羽根部２８ｃの頂点から回転軸中心に向う現像剤搬送面の傾斜角度をθ２としたとき、θ１＜θ２に設定されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、像担持体上に形成された静電潜像を現像剤によって現像して可視像化する現像装置、現像装置にトナー（現像剤）を補給するための補給用現像剤を収納したトナーコンテナ、トナーコンテナから現像装置にトナーを搬送するトナー搬送装置等に用いられ、現像剤を軸線方向に沿って搬送するために回転するスクリュー本体を備えた現像剤搬送スクリュー装置に関する。

従来から、像担持体上に形成された静電潜像を現像剤によって現像して可視像化する現像装置、現像装置にトナー（現像剤）を補給するための補給用現像剤を収納したトナーコンテナ、トナーコンテナから現像装置にトナーを搬送するトナー搬送装置等には、その現像剤を軸線方向に沿って搬送するために回転するスクリュー本体を備えた現像剤搬送スクリュー装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、現像剤搬送スクリュー装置に用いられるスクリュー本体としては、例えば、図７に示すように、回転中心Ｑを備えた回転軸１の周りに螺旋状の羽根部２が一体に形成されたスクリュー本体３が周知である。

この際、羽根部２は、現像剤搬送方向（図示太矢印参照）を基準とする現像剤搬送面の頂点から回転中心Ｑに向う傾斜角度θ５は垂直に近い方が現像剤の搬送力が大きくなるため、一般にはスクリュー成形型の抜き勾配等を考慮して傾斜角度θ５を７０〜８０°程度の急斜面に設定することが多い。

しかしながら、このような傾斜角度θ５を急勾配に設定すると、羽根部２のピッチ間との関係から、図８に示すように、スクリュー本体３が回転するのに伴って現像剤Ｔは羽根部２によって進行方向に押される力を受けるため、現像剤Ｔは羽根部２の現像剤搬送面側に片寄ってしまううえ、羽根部２から離れるに従ってトナー搬送量が減ってしまい、各羽根部２のピッチ間での断面方向の現像剤搬送分布を見ると、羽根部２のピッチに従って多い部分と少ない部分とが形成され、トナー搬送ムラの原因となってしまうという問題が生じていた。

そこで、図９に示すように、現像剤搬送方向（図示太矢印参照）を基準とする現像剤搬送面の頂点から回転中心Ｑに向う傾斜角度θ６を６０°以下の緩斜面に設定し、トナー搬送ムラを抑制することが考えられている。
特開２００４−１１７５０７号公報

ところが、上記の如く構成された現像剤搬送スクリュー装置にあっては、現像剤搬送面の頂点から回転中心Ｑに向う傾斜角度θ６を６０°以下の緩斜面に設定してしまうと、例えば、図８に示した羽根部２の隣接するもの同士のピッチ間と図９に示した羽根部２の隣接するもの同士のピッチ間とが同じで、しかも、回転軸１の直径並びに羽根部２の直径とが何れの場合にあっても同じとした場合、各羽根部２のピッチ間でのトナー搬送量が極端に少なくなってしまううえ、羽根部２の傾斜面が緩やかであることに伴って断面方向の深さ（図の上下方向）が異なることから、断面方向の現像剤搬送分布において実質的なトナー平坦化に貢献し得るとは言い難いという問題が生じていた。

そこで、本発明は、上記事情を考慮し、現像剤搬送時の搬送方向に対して直行する断面方向の現像剤搬送分布の均一化に貢献することができる現像剤搬送スクリュー装置を提供することを目的とする。

本発明の現像剤搬送スクリュー装置は、現像剤を軸線方向に沿って搬送するために回転するスクリュー本体を備えた現像剤搬送スクリュー装置において、前記スクリュー本体は、回転軸周りに螺旋状に突出する大径羽根部と、該大径羽根部のピッチ間に位置して該大径羽根部よりも小径で回転軸周りに螺旋状に突出する小径羽根部とを備え、前記小径羽根部は前記大径羽根部の現像剤搬送面よりも現像剤搬送方向下流側に位置していることを特徴とする。

この際、前記大径羽根部の頂点から回転軸中心に向う前記現像剤搬送面の傾斜角度をθ１とし、前記小径羽根部の頂点から回転軸中心に向う現像剤搬送面の傾斜角度をθ２としたとき、θ１＜θ２に設定されているのが望ましい。

本発明の現像剤搬送スクリュー装置は、現像剤搬送時の搬送方向に対して直行する断面方向の現像剤搬送分布の均一化に貢献することができる。

次に、本発明の一実施形態に係る現像剤搬送スクリュー装置について、画像形成装置として二成分現像剤を使用したカラープリンタに適用し、図面を参照して説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る現像剤搬送スクリュー装置を備えた画像形成装置としてのカラープリンタの説明図、図２は本発明の一実施形態に係る現像剤搬送スクリュー装置を備えた現像装置の説明図、図３は本発明の一実施形態に係る現像剤搬送スクリュー装置におけるスクリュー本体の一部の断面図、図４は本発明の一実施形態に係る現像剤搬送スクリュー装置におけるスクリュー本体の要部の説明図、図５は本発明の一実施形態に係る現像剤搬送スクリュー本体における現像剤搬送状態の説明図、図６は本発明の一実施形態に係る現像剤搬送スクリュー装置におけるスクリュー本体の各傾斜面の関係の図表である。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係るカラープリンタ１１は、プリンタ本体１２の内部に、転写紙（図示せず）を収納する給紙カセット１３と、給紙カセット１３から転写紙を取り出す給紙部１４と、給紙カセット１３又は図示を略する手差トレイから供給された転写紙に画像形成処理を行う画像形成処理部１５と、給紙カセット１３又は手差トレイから供給された転写紙を転写紙搬送経路１６で案内しつつ画像形成処理部１５で画像形成処理したトナー像を転写する転写部１７と、転写後のトナー像を定着する定着部１８とを備えている。

画像形成処理部１５は、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー（現像剤）を用いて画像形成を行うタンデム方式が採用されており、これら各色の補給用トナーを収納した複数のトナーコンテナ１９と、これら各色のトナーを図示を略するパーソナルコンピュータから送信された印刷データに含まれる画像データに基づいてトナー像を形成する感光体２０と、感光体２０にトナーを供給する現像器２１と、感光体２０に形成されたトナー像が転写される無端状の中間転写ベルト２２とを備えている。

各感光体２０は、その表面に露光器２３から出射されたレーザービームに基づいて各色のトナー像を担持して中間転写ベルト２２にトナー像を転写するためのものであり、現像器２１と共に中間転写ベルト２２の下方に配置されている。また、ドラム状の感光体２０の周囲には、回転方向（矢印参照）に沿って、帯電器２４、露光器２３、現像器２１、中間転写ベルト２２、クリーニング器２５、除電器２６が配置されている。

各現像器２１は、基本的に同一構成のものが中間転写ベルト２２の下方に回動移動方向に沿って隣接配置されている。また、現像器２１は、ケーシング２７、一対の攪拌スクリュー２８，２９、磁気ローラ３０、現像ローラ３１、トナー濃度センサ３２を備えている。

中間転写ベルト２２は、プリンタ本体１２内で水平方向に延びて配置された無端ベルトであり、画像形成動作に伴って循環駆動される。中間転写ベルト２２上に転写されたトナー像は、給紙カセット１３又は手差トレイから転写紙搬送経路１６を通って搬送されてきた転写紙に対し転写部１７で転写する。

また、この転写部１７でトナー像を転写した転写紙は転写紙搬送経路１６を通って定着部１８で定着された後、転写紙搬送経路１６の終端部へと案内されてプリンタ本体１２の上面として兼用する排紙トレイ１２ａに向けて排出される。

各攪拌スクリュー２８，２９は、実質的に同一構成のものが用いられており、ケーシング２７の仕切壁２７ａを介して現像剤をケーシング２７内で循環搬送するように、互いに軸線方向に沿うトナー搬送方向が逆向きとなるように配置されている。また、各攪拌スクリュー２８，２９は、回転軸２８ａ，２９ａの外周に大小で径の異なる螺旋状の羽根部２８ｂ，２８ｃ及び羽根部２９ｂ，２９ｃが形成されている。

以下、各攪拌スクリュー２８，２９の具体的な構成を、攪拌スクリュー２８を代表として説明する。各攪拌スクリュー２８は、図３に示すように、回転軸２８ａから突出する大径羽根部２８ｂと小径羽根部２８ｃとが交互に形成されている。この際、大径羽根部２８ｂのピッチ（頂点間距離）Ｌ１と小径羽根部２８ｃのピッチＬ２とは同一（例えば、２０ｍｍ）である。また、ここでは、回転軸２８ａの直径Ｄ１（例えば、φ５ｍｍ）に対して、大径羽根部２８ｂの直径Ｄ２（例えば、φ１７ｍｍ）と小径羽根部２８ｃの直径Ｄ３（例えば、φ９ｍｍ）とは、直径Ｄ１に対して直径Ｄ３が約倍、直径Ｄ３に対して直径Ｄ２がさらに約倍に設定されている。そのうえで、大径羽根部２８ｂのトナー搬送方向（図４の太矢印参照）を基準として回転中心Ｑに向う現像剤搬送面の傾斜角度θ１と小径羽根部２８ｃのトナー搬送方向を基準として回転中心Ｑに向う現像剤搬送面の傾斜角度θ２とは、θ１＜θ２となるように設定されている。また、回転軸２８ａの直径Ｄ１をφ５ｍｍとした場合、大径羽根部２８ｂの突出高さは直径Ｄ２をφ１７ｍｍとすると１２ｍｍ、小径羽根部２８ｃの突出高さは直径Ｄ３をφ９ｍｍとすると４ｍｍとなり、大径羽根部２８ｂの突出高さは小径羽根部２８ｃの突出高さの約３倍となっている。

尚、図４に示したスクリュー本体としての攪拌スクリュー２８の場合、大径羽根部２８ｂと小径羽根部２８ｃとは、その断面が頂点を直角とした直角三角形を呈しており、各現像剤搬送面側の傾斜角度θ１は３０°、傾斜角度θ２は６０°に設定されている。従って、大径羽根部２８ｂの傾斜角度θ１の対角θ３は６０°、小径羽根部２８ｃの傾斜角度θ２の対角θ４は３０°である。また、大径羽根部２８ｂと小径羽根部２８ｃとの間に位置する回転軸２８ａの表面部分の距離Ｌ３，Ｌ４は略同じ（例えば、２ｍｍ）とするのが好ましい。

また、これら傾斜角度θ１とθ２とは、図５に示すような組み合わせとすることが好ましく、このような構成を採用することにより、図６に示すように、トナー（現像剤）Ｔを搬送するに際して、実質的な現像剤搬送面を構成する大径羽根部２８ｂのピッチ間での断面方向の現像剤搬送分布を見ると、その表面側は略平坦とすることができるうえ、断面方向の深さにおいても、従来技術で説明した（図８及び図９参照）ような殆ど同一深さの部分が存在しないものに比べて、極端に現像剤搬送分布が異なることなく、実質的なトナー平坦化に貢献し得ることができ、特に、θ１＝３０°、θ２＝７５°とした場合は高水準のトナー搬送を実現することができた。

尚、図５において、×は画像形成処理後の転写紙上に見掛け上で完全にムラが見えるレベルで好ましくない条件、△は同じく見掛け上で少しムラが見えるレベルであまり好ましくない条件、○は同じく見掛け上でムラが確認し難いレベルで好ましい条件、◎は見掛け上で殆どムラが見えない最良の条件を意味する。

ところで、上記実施の形態では、本発明の現像剤搬送スクリュー装置を現像器２１用の攪拌スクリュー２８（２９）に適用して説明したが、例えば、トナーコンテナや他の搬送経路中に配置された攪拌スクリューや搬送スクリュー全般に適用することができることは勿論である。

また、上記実施の形態では、隣接する大径羽根部２８ｂの間（ピッチ間）に一つの小径羽根部２８ｃを配置した場合で開示したが、この小径羽根部２８ｃは同一ピッチ間に複数設けても良い。

本発明の一実施形態に係る現像剤搬送スクリュー装置を備えた画像形成装置としてのカラープリンタの説明図である。本発明の一実施形態に係る現像剤搬送スクリュー装置を備えた現像装置の説明図である。本発明の一実施形態に係る現像剤搬送スクリュー装置におけるスクリュー本体の一部の断面図である。本発明の一実施形態に係る現像剤搬送スクリュー装置におけるスクリュー本体の要部の説明図である。本発明の一実施形態に係る現像剤搬送スクリュー本体における現像剤搬送状態の説明図である。本発明の一実施形態に係る現像剤搬送スクリュー装置におけるスクリュー本体の各傾斜面の関係の図表である。従来の現像剤搬送スクリュー装置におけるスクリュー本体の要部の正面図である。従来の現像剤搬送スクリュー装置におけるスクリュー本体の要部の断面図である。従来の現像剤搬送スクリュー装置における他のスクリュー本体の要部の断面図である。

符号の説明

Ｔ…トナー（現像剤）
２８…攪拌スクリュー（スクリュー本体）
２８ａ…回転軸
２８ｂ…大径羽根部
２８ｃ…小径羽根部

Claims

現像剤を軸線方向に沿って搬送するために回転するスクリュー本体を備えた現像剤搬送スクリュー装置において、
前記スクリュー本体は、回転軸周りに螺旋状に突出する大径羽根部と、該大径羽根部のピッチ間に位置して該大径羽根部よりも小径で回転軸周りに螺旋状に突出する小径羽根部とを備え、前記小径羽根部は前記大径羽根部の現像剤搬送面よりも現像剤搬送方向下流側に位置していることを特徴とする現像剤搬送スクリュー装置。
前記大径羽根部の頂点から回転軸中心に向う前記現像剤搬送面の傾斜角度をθ１とし、前記小径羽根部の頂点から回転軸中心に向う現像剤搬送面の傾斜角度をθ２としたとき、θ１＜θ２に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の現像剤搬送スクリュー装置。