JP2010164853A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 現像剤排出口からの余剰な現像剤の排出を妨げることなく、現像剤排出口からの必要な現像剤の排出を抑制することができる現像装置を提供する。
【解決手段】 現像容器22と、現像容器22の内部の現像剤を搬送するスクリュー羽根51を有する第1搬送スクリュー25と、現像容器22に形成され、現像剤を排出する現像剤排出口40と、を有し、スクリュー羽根51が、現像剤排出口40と対向しながら上方から下方へと移動する現像装置4において、現像剤排出口40の排出口上端部41の上端部内側位置A及び現像剤排出口40の排出口下端部42の下端部外側位置Bを結んだ線が垂直面と形成する角度をθ1とし、現像剤排出口40の排出口下端部42の下端部内側位置C及び現像剤排出口40の排出口上端部41の上端部外側位置Dを結んだ線が垂直面と形成する角度をθ2とした場合に、θ1>θ2の条件式を満たすことを特徴とする。
【選択図】 図5
【解決手段】 現像容器22と、現像容器22の内部の現像剤を搬送するスクリュー羽根51を有する第1搬送スクリュー25と、現像容器22に形成され、現像剤を排出する現像剤排出口40と、を有し、スクリュー羽根51が、現像剤排出口40と対向しながら上方から下方へと移動する現像装置4において、現像剤排出口40の排出口上端部41の上端部内側位置A及び現像剤排出口40の排出口下端部42の下端部外側位置Bを結んだ線が垂直面と形成する角度をθ1とし、現像剤排出口40の排出口下端部42の下端部内側位置C及び現像剤排出口40の排出口上端部41の上端部外側位置Dを結んだ線が垂直面と形成する角度をθ2とした場合に、θ1>θ2の条件式を満たすことを特徴とする。
【選択図】 図5
Description
本発明は、電子写真方式、静電記録方式等によって像担持体上に形成された静電潜像を現像して可視画像を形成する現像装置、特に、トナー及びキャリアからなる2成分現像剤を使用する現像装置に関する。また、本発明は、そのような現像装置を備えた複写機、プリンタ、記録画像表示装置、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
従来、電子写真方式や静電記録方式を採用する画像形成装置、特に電子写真方式によってフルカラーやマルチカラーの画像を形成するカラー画像形成装置が知られる。こうした画像形成装置では、発色性や混色性といった観点から、殆どの現像装置にトナーとキャリアを混合した2成分現像剤が使用される。2成分現像剤を用いた現像法では、キャリア及びトナーの摩擦帯電によりトナーに電荷が付与され、電荷が付与されたトナーが潜像に対して静電的に付着され、画像が形成される。このような2成分現像方式において、高耐久及び高安定を満足した画像を提供していくためには、安定したトナー帯電量(以下「トリボ」と称す。)を付与していくことが重要である。そのためには、キャリアの帯電付与能力が耐久前後で安定していることが必要である。
このキャリアの帯電付与能力は、実際には経時的に劣化していく。トナーは現像動作により随時消費されていくのに対して、キャリアは消費されずに現像装置内に残る。そのために、耐久(即ち、長時間使用)していくと、キャリアは長時間にトナーとともに撹拌され、キャリアの表面がトナーやトナーの外添剤の付着により汚染される。その結果、キャリアの帯電付与能力が低下することから、トリボが低下し、飛散かぶり等の画像劣化が生じてしまう。こうしたキャリアの帯電付与能力の劣化を抑制し、トリボを一定水準に維持するために、特許文献1及び特許文献2に記載の発明が開示される。
特許文献1に記載の発明では、現像装置の内部にキャリア補給装置及びトナー補給装置が設けられると共に、現像装置の壁面に現像剤排出口が設けられる。キャリア補給装置及びトナー補給装置によって新しいキャリア及びトナーが補給されると共に、現像装置の内部の余剰な現像剤は現像剤排出口からオーバーフローして(つまり溢れるようにして)排出され、最終的に回収される。この方式は、所謂、トリクル現像方式として知られる。
こうした現像装置によれば、新しいキャリア及びトナーの補給と、古いキャリア及びトナーの排出とが逐次繰り返されることから、現像装置の内部で劣化した現像剤は、新たに供給されるキャリア及びトナーに置換される。その結果、キャリアの帯電付与能力の劣化が抑制され、トリボは一定水準に維持されると考えられる。
特許文献2に記載の発明では、現像装置の現像剤排出口に対向する領域では、スクリュー羽根が小型化又は省略化される。こうしたスクリュー羽根の一部分が小型化又は省略化されることによって、現像剤排出口に対向する位置では、スクリュー羽根が回転した場合に、現像剤に作用する円周方向又は外向きの半径方向の力がスクリュー羽根の他の部分よりも低減される。
こうした現像装置によれば、余剰な現像剤が現像剤排出口から排出されると共に、必要な現像剤がスクリュー羽根で跳ね上げられて現像剤排出口から排出されることは抑制される。その結果、キャリアの帯電付与能力の劣化が抑制され、トリボは一定水準に維持されると考えられる。
しかしながら、特許文献1に記載の発明では、必要な現像剤の排出を抑制するとの思想に基づくものではないから、スクリュー羽根及び現像剤排出口の構成に特段の特徴はない。そのために、スクリュー羽根が現像剤を跳ね上げることにより、余剰な現像剤のみでなく、必要な現像剤までもが現像剤排出口から排出される虞がある。
また、特許文献2に記載の発明では、スクリュー羽根の小型化又は省略化によって、現像剤排出口に対向する搬送スクリューの搬送力は小さいことから、現像剤排出口に対向した領域で現像剤は滞留気味となって現像剤面が安定しない。そのために、余剰な現像剤のみでなく、必要な現像剤までもが現像剤排出口から排出される虞は依然として残る。
さらに、特許文献1及び特許文献2には記載されないが、現像剤排出口の大きさを縮小することで、必要な現像剤が現像剤排出口から排出されることを抑制することも考えられる。ただし、この場合には、余剰な現像剤が効率良く排出されなくなる。
本発明の課題は、上記実情に鑑み、搬送スクリューによる搬送力を低減させなくても、現像剤排出口からの余剰な現像剤の排出を妨げることなく、現像剤排出口からの必要な現像剤の排出を抑制できる現像装置を提供することを目的とする。
前述の課題を解決するために、本発明は、トナー及びキャリアを含む現像剤を収容する現像容器と、回転軸を中心に回転する羽根を有して前記現像容器の内部の現像剤を搬送する搬送部材と、前記現像容器に形成されて現像剤を排出する現像剤排出口と、を有し、前記羽根が、前記現像剤排出口と対向した位置で上方から下方へと移動する現像装置において、前記現像剤排出口の上端部で前記現像容器の内側の位置、及び、前記現像剤排出口の下端部で前記現像容器の外側の位置を結んだ線が水平面と垂直な垂直面と形成する角度をθ1とし、前記現像剤排出口の下端部で前記現像容器の内側の位置、及び、前記現像剤排出口の上端部で前記現像容器の外側の位置を結んだ線が水平面と垂直な垂直面と形成する角度をθ2とした場合に、θ1>θ2の条件式を満たすことを特徴とする。
本発明によれば、現像剤排出口の上端部で現像容器の内側の位置、及び、現像剤排出口の下端部で現像容器の外側の位置を結んだ直線の傾斜角度が垂直面に対して急勾配に設定される。現像剤が搬送部材の羽根によって現像剤排出口から排出される場合には、現像剤は、現像剤排出口の上端部で現像容器の内側の位置、及び、現像剤排出口の下端部で現像容器の外側の位置に阻まれる。そのために、必要な現像剤の外部への排出量は低減される。その結果、搬送スクリューによる搬送力を低減させなくても、現像剤排出口からの余剰な現像剤の排出を妨げることなく、現像剤排出口からの必要な現像剤の排出を抑制することができる。
(第1実施形態)
以下、本発明の実施形態に係る現像装置及び画像形成装置を図面に基づき詳しく説明する。但し、この実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対位置等は、特に特定的な記載が無い限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する主旨のものはない。
以下、本発明の実施形態に係る現像装置及び画像形成装置を図面に基づき詳しく説明する。但し、この実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対位置等は、特に特定的な記載が無い限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する主旨のものはない。
図1は、本発明の第1実施形態に係る現像装置4を備える画像形成装置200の構成を示す断面図である。この画像形成装置200は、電子写真方式を採用したフルカラー画像形成装置の概略構成を示す。図1に示されるように、画像形成装置200は、4つの画像形成部P(Pa、Pb、Pc、Pd)を備える。各画像形成部Pa〜Pdは、像担持体としての矢印方向(反時計方向)に回転するドラム状の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)を備える。この感光体ドラム1の周囲には、帯電器2(2a、2b、2c、2d)、感光体ドラム1の図上方に配置した露光手段としてのレーザービームスキャナ3(3a、3b、3c、3d)を有する。また、感光体ドラム1の周囲には、現像装置4(4a、4b、4c、4d)、転写ローラ6(6a、6b、6c、6d)、クリーニング手段19(19a、19b、19c、19d)を有する。これら感光体ドラム1、帯電器2、レーザービームスキャナ3、現像装置4、転写ローラ6、クリーニング手段19などから『画像形成部』が構成される。
各画像形成部Pa〜Pdは同様の構成とされ、各画像形成部Pa〜Pdに配置された感光体ドラム1a〜1dは同じ構成とされる。従って、感光体ドラム1a〜1dを「感光体ドラム1」と総称する。同様に、各画像形成部Pa〜Pdに配置された帯電器2a〜2d、レーザービームスキャナ3a〜3d、現像装置4a〜4dのような画像形成手段も、各画像形成部Pa〜Pdにおいてそれぞれ同じ構成とされる。従って、帯電器2a〜2d、レーザービームスキャナ3a〜3d、現像装置4a〜4dを、それぞれ、「帯電器2」、「レーザービームスキャナ3」、「現像装置4」と総称する。同様に、各画像形成部Pa〜Pdに配置された転写ローラ6a〜6d、クリーニング手段19a〜19dのような画像形成手段も、各画像形成部においてそれぞれ同じ構成とされる。従って、転写ローラ6a〜6d、クリーニング手段19a〜19dを、それぞれ、「転写ローラ6」、「クリーニング手段19」と総称する。
次に、画像形成装置200の画像形成シーケンスについて説明する。まず、感光体ドラム1が帯電器2によって一様に帯電される。感光体ドラム1は、矢印に示されるように反時計回りの方向に273mm/secのプロセススピード(周速度)で回転する。そして、一様に帯電された感光体ドラム1には、レーザービームスキャナ3により、画像信号により変調されたレーザー光により走査露光が行われる。レーザービームスキャナ3は半導体レーザーを内蔵している。この半導体レーザーは、CCD等の光電変換素子を有する原稿読み取り装置が出力する原稿画像情報信号に対応して制御され、レーザー光を射出する。これによって、帯電器2によって帯電された感光体ドラム1の表面電位が画像部において変化して、感光体ドラム1上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置4によって反転現像され、可視画像、即ち、トナー像とされる。なお、現像装置4では、トナー及びキャリアが混合された現像剤が使用される2成分接触現像方式が用いられる。また、前述の工程が各画像形成部Pa、Pb、Pc、Pd毎に行われることで、感光体ドラム1a、1b、1c、1d上に、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの4色のトナー像が形成される。
本実施形態では、各画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdの下方位置には、『中間転写体』である中間転写ベルト5が配置される。中間転写ベルト5は、ローラ61、62、63に懸架され、矢印方向に移動自在とされる。上記感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)上のトナー像は、一次転写手段としての転写ローラ6(6a、6b、6c、6d)によって一度中間転写体である中間転写ベルト5に転写される。これによって、中間転写ベルト5上にてイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの4色のトナー像が重ね合わされ、フルカラー画像が形成される。また、感光体ドラム1上に転写されずに残ったトナーはクリーニング手段19(19a、19b、19c、19d)に回収される。
この中間転写ベルト5上のフルカラー画像は、シート給送カセット12から取り出され、シート給送ローラ13、シート給送ガイド11を経由して進行した紙などのシートSに、二次転写手段としての二次転写ローラ10の作用により転写される。転写されずに中間転写ベルト5の表面に残ったトナーは中間転写ベルトクリーニング手段18に回収される。一方、トナー像が転写されたシートSは、定着器(熱ローラ定着器)16に送られ、画像の定着が行われ、シート排出トレー17に排出される。
なお、本実施形態では、像担持体として、通常使用されるドラム状の有機感光体である感光体ドラム1を使用したが、勿論、アモルファスシリコン感光体等の無機感光体を使用することもできる。また、ベルト状の感光体を用いることも可能である。帯電方式、転写方式、クリーニング方式、定着方式に関しても、上記方式に限られるものではない。
図2は、現像装置4の構成を示す断面図である。図3は、図2のQ−Q線に沿う断面図である。図2及び図3に示されるように、現像装置4は現像容器22を備え、現像容器22の内部には現像剤としてトナー及びキャリアを含む2成分現像剤が収容される。現像容器22に対しては、『現像剤担持手段』である現像スリーブ28が取り付けられる。断面視で、現像スリーブ28の一方の半周分が現像容器22の内部に入り込み、現像スリーブ28の他方の半周分が外部に出ている。また、現像容器22には、現像スリーブ28上に担持された現像剤の穂を規制する『穂切り部材』である規制ブレード29が設けられる。
現像容器22の内部の略中央部には、シートの面に平行に延びる隔壁27が形成され、この隔壁27によって現像室23及び撹拌室24が上下に区画されている。現像剤は現像室23及び撹拌室24に収容されている。現像容器22の内部には、上側に現像室23が区画され、下側に撹拌室24が区画される。現像室23には、『現像剤撹拌手段』としての第1搬送スクリュー25が配置される。撹拌室24には、『現像剤搬送手段』としての第2搬送スクリュー26が配置される。
第1搬送スクリュー25は、現像室23の底部に現像スリーブ28の軸方向とほぼ平行に配置されている。図2に示されるように、第1搬送スクリュー25は、矢印方向(時計回り方向)に回転する。また、図3に示されるように、第1搬送スクリュー25は、矢印方向(左方向)に現像室23の内部の現像剤を軸線の一方向に向かって搬送する。図2に示されるように、第1搬送スクリュー25が時計回りに回転される理由は、現像スリーブ28への現像剤の供給という観点で有利だからである。
第2搬送スクリュー26は、撹拌室24の底部に現像スリーブ28の軸方向とほぼ平行に配置されている。図2に示されるように、第2搬送スクリュー26は、矢印方向(反時計回り方向)に回転する。また、図3に示されるように、第2搬送スクリュー26は、矢印方向(右方向)に撹拌室24の内部の現像剤を軸線の他方向に向かって搬送する。こうして、図2に示される第1搬送スクリュー25及び第2搬送スクリュー26の回転による搬送によって、図3に示されるように、現像剤が隔壁27の両端部の開口部(即ち、連通部)11、12を通じて現像室23と撹拌室24との間で循環される。
本実施形態は、現像室23と撹拌室24は上下方向に並べられて配置されるが、従来よく用いられるような現像室23と撹拌室24が水平方向に並べられて配置される現像装置であっても、本発明は適用可能である。また、本発明はその他の形態の現像装置においても適用可能である。
現像容器22には、感光体ドラム1に対向した現像領域に相当する位置に開口部22aが形成される。開口部22aには、現像スリーブ28が感光体ドラム1の方向に一部露出するように回転可能に配設される。
ここで、現像スリーブ28の直径は20mm、感光体ドラム1の直径は80mm、又、この現像スリーブ28と感光体ドラム1との最近接領域を約400μmの距離とする。これによって、現像スリーブ28に搬送した現像剤を感光体ドラム1と接触させた状態で、現像が行なえるように設定されている。なお、この現像スリーブ28はアルミニウムやステンレスのような非磁性材料で構成され、その内部には『磁界手段』であるマグネットローラ28mが非回転状態で設置されている。
マグネットローラ28mは、現像極である磁極S1、S2、N1、N2、N3を有する。現像極である磁極S2は、現像部における感光体ドラム1に対向して配置される。磁極S1は、『穂切り部材』である規制ブレード29に対向して配置される。磁極N2は、磁極S1及び磁極S2の間に配置される。磁極N1及びN3は、現像室23及び撹拌室24にそれぞれ対向して配置される。
而して、現像スリーブ28は、現像時に図示矢印方向(反時計方向)に回転し、規制ブレード29による磁気ブラシの穂切りによって層厚を規制された2成分現像剤を担持する。現像スリーブ28は、この現像剤を感光体ドラム1と対向した現像領域に搬送し、感光体ドラム1上に形成された静電潜像に現像剤を供給して潜像を現像する。この時、現像効率、つまり、潜像へのトナーの付与率を向上させるために、現像スリーブ28には電源から直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアス電圧が印加される。本実施形態では、−500Vの直流電圧と、ピーク・ツウ・ピーク電圧Vppが1800V、周波数fが12kHzの交流電圧とした。しかし、直流電圧値、交流電圧波形はこれに限られるものではない。
一般に、2成分磁気ブラシ現像法においては、交流電圧を印加すると現像効率が増して画像は高品位になるが、逆にかぶりが発生し易くなる。このため、現像スリーブ28に印加する直流電圧と感光体ドラム1の帯電電位(即ち白地部電位)との間に電位差を設けることにより、かぶりを防止することが行なわれる。
規制ブレード29は、現像スリーブ28の長手方向軸線に沿って延在した板状のアルミニウムなどで形成された非磁性部材29aと、鉄材のような磁性部材29bで構成される。規制ブレード29は、感光体ドラム1よりも現像スリーブ28の回転方向の上流側に配設されている。そして、この規制ブレード29の先端部と現像スリーブ28との間を現像剤のトナーとキャリアの両方が通過して現像領域へと送られる。尚、規制ブレード29の現像スリーブ28の表面との間隙を調整することによって、現像スリーブ28上に担持した現像剤磁気ブラシの穂切り量が規制されて現像領域へ搬送される現像剤量が調整される。本実施形態においては、規制ブレード29によって、現像スリーブ28上の単位面積当りの現像剤コート量を30mg/cm2に規制している。
なお、規制ブレード29と現像スリーブ28は、間隙を200〜1000μm、好ましくは300〜700μmに設定される。本実施形態では間隙は500μmに設定した。また、現像領域においては、現像装置4の現像スリーブ28は、共に感光体ドラム1の移動方向と順方向で移動し、周速比は、感光体ドラムに対して1.75倍で移動している。この周速比に関しては、0〜3.0倍の間で設定され、好ましくは、0.5〜2.0倍の間に設定されれば、何倍でも構わない。移動速度比は、大きくなればなるほど現像効率はアップするが、あまり大きすぎると、トナー飛散、現像剤劣化等の問題点が発生するので、上記の範囲内で設定することが好ましい。
本実施形態にて用いられる、トナーとキャリアを含む2成分現像剤について説明する。トナーは、結着樹脂、着色剤、そして、必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子とを有している。トナーは、負帯電性のポリエステル系樹脂であり、体積平均粒径は4μm以上、10μm以下が好ましい。より好ましくは8μm以下であることが好ましい。
また、キャリアは、例えば表面酸化或は未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属、及びそれらの合金、或は酸化物フェライトなどが好適に使用可能であり、これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。キャリアは、重量平均粒径が20〜60μm、好ましくは30〜50μmであり、抵抗率が107Ωcm以上、好ましくは108Ωcm以上である。本実施形態では108Ωcmのものを用いた。
なお、本実施形態にて用いられるトナーについて、体積平均粒径は以下に示す装置及び方法にて測定した。測定装置としては、コールターカウンターTA−II型(コールター社製)、個数平均分布、体積平均分布を出力するためのインターフェース(日科機製)及びCX−Iパーソナルコンピュータ(キヤノン製)を使用した。電解水溶液として、一級塩化ナトリウムを用いて調製した1%NaCl水溶液を使用した。
測定方法は以下に示す通りである。即ち、上記の電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を0.1ml加え、測定試料を0.5〜50mg加える。試料を懸濁した電解水溶液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、上記のコールターカウンターTA−II型により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて2〜40μmの粒子の粒度分布を測定して体積平均分布を求める。こうして求めた体積平均分布より、体積平均粒径を得る。
キャリアの抵抗率は、測定電極面積4cm、電極間間隔0.4cmのサンドイッチタイプのセルを用いた。そして、片方の電極に1kgの重量の加圧下で、両電極間の印加電圧E(V/cm)を印加して、回路に流れた電流から、キャリアの抵抗率を得る方法によって測定した。
次に、画像形成装置200の内部のその他の構成、及び、現像剤の補給方法について、図2及び図3を用いて説明する。図2及び図3に示されるように、現像装置4の上部には、トナーとキャリアを混合した補給用の2成分現像剤を収容するホッパー31が配置される。『トナー補給手段』を構成するこのホッパー31は、下部にスクリュー状の搬送部材である補給スクリュー32を備え、補給スクリュー32の一端が現像装置4の前端部に設けられた現像剤補給口30の位置まで延びている。
画像形成によって消費された分のトナーは、搬送部材である補給スクリュー32の回転力と、現像剤の重力によって、ホッパー31から現像剤補給口30を通過して、現像容器22に補給される。このようにしてホッパー31から現像装置4に補給用の2成分現像剤が補給される。
補給用の現像剤の補給量は、補給スクリュー32の回転数によっておおよそ定められるが、この回転数は図示しないトナー補給量制御手段によって定められる。トナー補給量制御の方法としては2成分現像剤のトナー濃度を光学的或いは磁気的に検知するものや、感光体ドラム1上の基準潜像を現像してそのトナー像の濃度を検知する方法などさまざまな方法が知られている。いずれかの方法を適宜選択することが可能である。
次に、画像形成装置の内部のその他の構成、及び、現像剤の排出方法について、図2及び図3を用いて説明する。図2及び図3に示されるように、現像容器22の壁面には、『現像剤排出手段』である現像剤排出口40が形成される。この現像剤排出口40より劣化した現像剤が矢印に示されるように排出される。現像剤の補給工程により現像装置4の内部の現像剤が増加すると、増加量に応じて、現像剤はこの現像剤排出口40より溢れ出るように排出される。排出された現像剤は搬送部材である回収スクリュー39により図示しない回収現像剤貯蔵庫まで搬送される。
なお、特に図3に示されるように、現像剤排出口40の位置は現像剤補給口30の位置より現像剤搬送方向の上流側に形成される。これは、補給された新しい現像剤がすぐに排出されないようにするためである。
図4は現像剤排出口40と第1搬送スクリュー25近傍の拡大断面図である。以下、図4を参照し、本発明の特徴的な部分である現像剤排出口40と第1搬送スクリュー25の近傍について述べる。
現像装置4の現像室23の内部には、第1搬送スクリュー25が回転自在に配置される。第1搬送スクリュー25は、回転軸50を中心に回転可能である。第1搬送スクリュー25は、軸径8mmの回転軸50に軸方向に渡ってピッチ30mm、外径28mmの『撹拌羽根』であるスクリュー羽根51が均等に設けられている。なお、第2搬送スクリュー26も同じ構成である。現像室23の側壁には現像剤排出口40が形成される。余剰現像剤は、前述のように現像剤排出口40から溢れるように排出されるようになっている。
ここで、スクリュー羽根51による跳ね上げ現象について、従来例(比較例)を交えながら詳述する。前述のように現像剤排出口40からは、余剰現像剤の他に、現像剤排出口40に対向するスクリュー羽根51の跳ね上げにより、余剰でない必要な現像剤までも排出してしまうことがある。
このようなスクリュー羽根51による跳ね上げ現象は、スクリュー羽根51が回転軸50の垂線wに対して角度を持っている場合に顕著に生じやすい。スクリュー羽根51が回転軸50の垂線wに対して角度を持っている場合の例としては、例えばスクリュー羽根51が抜き勾配φを持っている場合などが挙げられる。抜き勾配φとは、型成形品に設ける金型をスムーズに抜くための傾斜のことで、抜き勾配φがなければ金型から成形品を取り出すことができなく、抜き勾配φが少なすぎても成形品に残留応力がかかるなどして問題を生じやすい。そのため、型成形品の場合は、抜き勾配φを必然的にある一定角度以上設けざるを得ない。型形成はコストの観点で大きなメリットがあるため、スクリューなどの部品でも型成形品を用いられる場合があるが、型形成を行う場合は基本的には抜き勾配φを持つこととなる。
図15は、スクリュー羽根151が抜き勾配φを有しない場合の従来の現像装置における現像剤排出口140及び第1搬送スクリュー125の概略構成を示す断面図である。図15に示されるように、スクリュー羽根151には抜き勾配φが設けられておらず、スクリュー羽根151は回転軸150の垂線上に延びる。
図16は、スクリュー羽根251が抜き勾配γを有する場合の従来の現像装置における現像剤排出口140及び第1搬送スクリュー225の概略構成を示す断面図である。図16に示されるように、スクリュー羽根251には抜き勾配γが設けられており、スクリュー羽根251の表面は回転軸150の垂線wに対して傾斜角度を有する。
第1搬送スクリュー125、225のスクリュー羽根151、251の回転に伴う現像剤の跳ね上げ現象は、双方とも発生する。しかしながら、スクリュー羽根151に抜き勾配γのない第1搬送スクリュー125に比べて抜き勾配γのある第1搬送スクリュー225の方が顕著に悪化する傾向がある。従って、現像剤排出口140から不必要に排出される現像剤の量も、抜き勾配γのある第1搬送スクリュー225の場合の方が多い。これは以下の理由による。
搬送スクリュー125、225のスクリュー羽根151、251により跳ね上げられる現像剤がスクリュー羽根151、251から受ける力の向きは、円周方向および外向きの半径方向の2種類が考えられる。図15のように抜き勾配γのない第1搬送スクリュー125の場合は現像剤がスクリュー羽根151から受ける力の向きはスクリュー羽根151の回転方向(円周方向)が主である。それに対して、図16のように抜き勾配γのある第1搬送スクリュー225の場合は羽根が傾斜を持っているため、回転方向(円周方向)だけでなく外向きの半径方向にも現像剤はスクリュー羽根251から力を受ける。そのため、第1搬送スクリュー225の回転により力を受けた現像剤はより外側方向に向かって跳ね飛ばされることとなる。
以上のように、スクリュー羽根151、251による現像剤の跳ね上げ現象は、抜き勾配γがある第1搬送スクリュー225の場合がより顕著である。結果的に跳ね上げにより現像剤排出口140から不必要に排出される現像剤の量も抜き勾配γがある第1搬送スクリュー225の場合の方が顕著である。
これに対して、図4を参照して説明する本発明の現像装置4では、第1搬送スクリュー25は最大で15°の抜き勾配φを有する。抜き勾配φは、スクリュー羽根51の全域で一定ではなく、10〜15°の範囲で変化している。抜き勾配φが最大の位置で現像剤の跳ね上げも最大となる。そのため、スクリュー羽根51による現像剤の跳ね上げ現象を想定する上では、現像剤排出口40に対向した領域における抜き勾配φの最大値を考慮することが必要となる。
ここでいう『抜き勾配φ』とは、第1搬送スクリュー25の回転軸50を垂線とする平面で輪切りにした場合の抜き勾配φであり、回転軸50の垂線wと回転方向側の羽根面xで形成される角度である。回転方向側の羽根面xとした理由は、こちらの面が現像剤の跳ね上げに関与する面だからである。
抜き勾配φに関しては、存在していれば、少なくとも外向きの半径方向に現像剤が力を受けることとなるが、5°以上、更にいえば10°以上の抜き勾配φを持つと、より顕著に現像剤の跳ね上げ現象が生じる。本実施例は最大で15°の抜き勾配φを持つため、現像剤の跳ね上げ現象が顕著に生じていた。前述のように、従来構成の現像剤排出口140においては、余剰でない必要な現像剤までもが現像剤排出口140より排出してしまうことが顕著に起こり得た(図15、図16参照)。余剰でない現像剤まで排出してしまうと、現像剤量が安定しないという問題が生じやすい。
上記対策としては、例えば現像剤排出口の大きさを小さくすると、余剰現像剤が現像剤排出口から排出されにくくすることができるが、一方で本来排出されるべき現像剤の排出まで妨げてしまう可能性がある。そのため、現像剤排出口から溢れるように排出される本来排出すべき余剰現像剤の排出を妨げることなく、搬送スクリューの回転時に現像剤に作用する力によって跳ね上げられるように現像容器内から排出される現像剤の量を少なくすることが必要である。
こうした対策のために、現像装置4は、図4を参照して以下に説明するような特徴を有する。現像容器22には、現像剤排出口40が形成される。この現像剤排出口40の上側には排出口上壁36が形成され、現像剤排出口40の下側には排出口下壁37が形成される。排出口上壁36の下側縁部には排出口上端部41が形成され、排出口下壁37の上側縁部には排出口下端部42が形成される。現像剤排出口40の排出口上端部41及び排出口下端部42に傾斜を持たせた構成としているのが本実施形態の特徴である。一方、前述のように、第1搬送スクリュー25のスクリュー羽根51には15°の抜き勾配φがあり、第1搬送スクリュー25のスクリュー羽根51による現像剤の跳ね上げ現象が起きている。
現像剤排出口40には、排出口上端部41及び排出口下端部42の両方で、現像容器22の外側の位置から内側の位置へと低くなるように傾斜が形成される。このために、現像剤排出口40から溢れるように排出される本来排出されるべき余剰現像剤の排出を妨げることなく、第1搬送スクリュー25の回転時に現像剤に作用する力によって跳ね上げられるように現像容器22内から排出される現像剤を少なくできる。その理由を以下に述べる。
現像剤排出口40は、その位置により現像剤面を制御することが可能であるが、現像剤面は一般的に第1搬送スクリュー25の一部見える状況が好ましい。これは、第1搬送スクリュー25が隠れるほど現像剤面があると、第1搬送スクリュー25より上側の現像剤が第1搬送スクリュー25による搬送力を十分得ることができなくなり、現像剤の搬送が滞る場合があるためである。また、現像剤と補給されたトナー(現像剤)との撹拌に影響を与えることも懸念される。また、第1搬送スクリュー25の回転駆動に必要なトルクも大きくなる。そのため、現像剤面が第1搬送スクリュー25よりも上側にならないように、現像剤排出口40は第1搬送スクリュー25の最上部より下側に設けられることが多い。このような構成にすれば、現像剤面を第1搬送スクリュー25よりも上側になることを回避することが可能である。実際、本実施形態においても、上記問題を回避するために、現像剤排出口40は第1搬送スクリュー25の最上部の下側で、第1搬送スクリュー25の回転軸50の横あたりに設けている。
この場合、第1搬送スクリュー25のスクリュー羽根51により跳ね上げられた現像剤は、図4に示すように現像剤排出口40に斜め上方より飛んでくることとなる。そのため、第1搬送スクリュー25のスクリュー羽根51により跳ね上げられた現像剤の排出を抑制するためには、斜め上方より飛んでくる現像剤の排出を防ぐ構成とすればよいことがわかる。一方で、本来排出されるべき余剰現像剤の排出は、現像剤量が増えることによって下方よりオーバーフローする(溢れる)ように排出される。したがって、下方からの現像剤の排出に影響を与えず、かつ、上方から飛んでくる現像剤の排出を抑制することができれば、本発明の目的である、余剰現像剤の排出にあまり影響を与えずに跳ね上げられた現像剤の排出を抑制することが達成可能である。
そこで、改めて本実施形態の構成をみれば、本実施形態の構成は排出口上端部41、排出口下端部42ともに現像容器22の内側の位置の方が外側の位置よりも低くなるように傾斜を持たせている構成である。このように傾斜を持たせることで、これまで現像剤排出口40より排出されていた現像剤の一部は、傾斜をつけることで低くなった現像剤排出口40の排出口上端部41の傾斜面に当たり現像剤排出口40への浸入を妨げられる。また、現像剤の他の一部は、現像剤排出口40の排出口下端部42の傾斜に当たり、現像剤排出口40からの排出を妨げられる。このように、現像剤排出口40に現像容器22の内側が低くなるように傾斜を持たせたことによって、現像剤排出口40の大きさを小さくすることなく、斜め上方からの現像剤の排出を効果的に防止できることがわかる。一方で、このとき、下方から溢れるように排出される余剰現像剤に関しては、本実施の構成は下方からの排出を何ら妨げる構成となっていないため、従来と同様の排出が行われる。以上のように、本実施形態の構成で、本発明の目的である、余剰現像剤の排出にあまり影響を与えずに跳ね上げられた現像剤の排出を抑制することが達成可能であることがわかる。
図5は、現像剤排出口40の排出口上端部41及び現像剤排出口40の排出口下端部42の構成を示す断面図である。排出口上端部41は、現像剤排出口40の上端部に相当し、現像容器22の外側の位置(以下、『上端部外側位置』という)Dから現像容器22の内側の位置(以下、『上端部内側位置』という)Aへと低くなるように傾斜する。排出口下端部42は、現像剤排出口40の下端部に相当し、現像容器22の外側の位置(以下、『下端部外側位置』という)Bから現像容器22の内側の位置(以下、『下端部内側位置』という)Cへと低くなるように傾斜する。なお、現像容器22の厚みは寸法Mで形成されることから、排出口上壁36及び排出口下壁37の厚み幅は寸法Mで形成される。
また、図5に示されるように、『現像剤排出口40の排出口上端部41の上端部内側位置A』及び『現像剤排出口40の排出口下端部42の下端部外側位置B』を結んだ線が垂直面Kとなす角度をθ1とする。また、『現像剤排出口40の排出口下端部42の下端部内側位置C』と『現像剤排出口40の排出口上端部41の上端部外側位置D』を結んだ線が垂直面Kとなす角度をθ2とする。この場合に、θ1及びθ2は、条件式としての次式(1)の関係式を満たす
この構成では、矢印aに示されるように、水平より上方から現像剤が跳ね飛ばされる場合、現像剤の排出方向は、図5中の垂直面Kと、上端部内側位置A及び下端部外側位置Bを結んだ直線とで形成される傾斜角度θ1の範囲内までとなる。そのために、その傾斜角度θ1以内の傾斜角度で現像剤が跳ね飛ばされる場合には、現像剤排出口40の排出口上端部41又は排出口下端部42に現像剤が当たることから、現像剤は現像剤排出口40を通過できない。反対に、そうした傾斜角度θ1よりも大きい傾斜角度で現像剤が跳ね飛ばされる場合には、現像剤排出口40の排出口上端部41又は排出口下端部42に現像剤が当たらずに、現像剤は現像剤排出口40を通過してしまう。
次に、矢印bに示されるように、水平より下方から現像剤が跳ね飛ばされる場合には、現像剤の排出方向は、図5中の垂直面と、下端部内側位置C及び上端部外側位置Dを結んだ直線とで形成される傾斜角度θ2の範囲内までとなる。そのために、その傾斜角度θ2以内の傾斜角度で現像剤が跳ね飛ばされる場合には、現像剤排出口40の排出口上端部41又は排出口下端部42に現像剤が当たることから、現像剤は現像剤排出口40を通過できない。反対に、そうした傾斜角度θ2よりも大きい傾斜角度で現像剤が跳ね飛ばされる場合には、現像剤排出口40の排出口上端部41又は排出口下端部42に現像剤が当たらずに、現像剤は現像剤排出口40を通過してしまう。
上方から現像剤が排出可能な角度をΘ1、下方から現像剤が排出可能な角度をΘ2とする。こうすると、Θ1>Θ2の場合、上方からの方が下方からに比べて現像剤が排出されやすい構成といえる。一方で、Θ1<Θ2の場合、上方からの方が下方からに比べて排出されにくい構成といえる。本発明の目的達成に必要な構成は、下方からの余剰現像剤の排出を妨げることなく、上方からの跳ね上げられた現像剤の排出を抑制する構成なので、Θ1<Θ2の場合があてはまる。
前述したように、現像剤排出口40の排出口上端部41の上端部内側位置Aと現像剤排出口40の排出口下端部42の下端部外側位置Bを結んだ線が垂直面Kとなす角度θ1と定める。現像剤排出口40の排出口下端部42の下端部内側位置Cと現像剤排出口40の排出口上端部41の上端部外側位置Dを結んだ線が垂直面Kとなす角度θ2と定める。Θ1、Θ2は、θ1、θ2と、Θ1=90°−θ1、Θ2=90°−θ2の関係があるため、Θ1<Θ2はθ1>θ2と書き直すことができ、先の関係式となる。つまり、θ1>θ2であれば、上方からの方が下方からに比べて排出されにくい構成であり、下方からの余剰現像剤の排出を妨げることなく、上方からくる跳ね上げられた現像剤の排出を抑制する構成となる。これにより、本発明の目的が達成可能である。なお、本実施形態においてはθ1は20°、θ2は8°である。
図6は、スクリュー羽根51及び現像剤排出口40の関係を示す拡大図である。図6を参照し、以下に説明するようなスクリュー羽根51の角度を加味すると、更なる効果が得られる。
前述のように、上方からやってくる現像剤が、排出口上端部41の上端部内側位置Aと排出口下端部42の下端部外側位置Bを結んだ線の方向より更に上方から飛んで来れば、現像剤は現像剤排出口40をほぼ通過することはできない。排出口上端部41の上端部内側位置Aと排出口下端部42の下端部外側位置Bを結んだ線が垂直面Kとなす角度θ1を用いて述べれば、現像剤が飛んでいく方向が垂直面Kとなす角度であるθがθ1より小さければ現像剤排出口40を通過することはできない。なお、このθは、第1搬送スクリュー25のスクリュー羽根51の先端が現像剤排出口40に対して最も接近して配置された状態で、第1搬送スクリュー25のスクリュー羽根51の回転方向側の羽根面xが水平面と形成する角度の最大値とも表現できる。
それでは、スクリュー羽根51によって跳ね上げられた現像剤がどのような角度で飛んでくるかといえば、これはスクリュー羽根51の角度によって決まる。第1搬送スクリュー25のスクリュー羽根51により跳ね上げられる現像剤は第1搬送スクリュー25のスクリュー羽根51の回転方向側の面に垂直方向に力を受け、この方向に飛んでいく。特に、現像剤排出口40に飛んでくる現像剤は、第1搬送スクリュー25のスクリュー羽根51が現像剤排出口40に対向する位置にきた場合に、スクリュー羽根51の回転方向側の面(図中の羽根面x)に垂直な方向に飛んでいく。この現像剤の飛んでいく方向が垂直面となす角度が先に述べた角度θであり、θがθ1より小さければ、飛んできた現像剤は現像剤排出口40を通過することはできない。この角度θはスクリュー羽根51の回転方向の面(図中の羽根面x)が水平面となす角度と同等である。そのため、結局、第1搬送スクリュー25のスクリュー羽根51が現像剤排出口40に対向する位置にきた場合に、スクリュー羽根51の回転方向側の面(図中の羽根面)が水平面となす角度θが条件式としての次式(2)で表される。
なお、スクリュー羽根51の抜き勾配φが大きいほどθは大きくなるので、跳ね上げ現象も顕著となる。したがって、スクリュー羽根51の抜き勾配φが大きいほど、本発明が有効に作用するといえる。また、θ1はθやθ2以上であれば、発明の効果が得られるが、θ1の絶対値はθやθ2の値に関わらず5°以上、より好ましくは10°以上であることが好ましい。
なお、第1実施形態では、現像剤排出口40の排出口上端部41及び現像剤排出口40の排出口下端部42の双方に同一の傾斜が形成されていたが、上記実施形態に限定されない。現像剤排出口40の排出口上端部41及び現像剤排出口40の排出口下端部42の片方のみに傾斜が設定されても良いし、現像剤排出口の排出口上端部41及び排出口下端部42の双方に異なる傾斜が設定されても良い。あくまで、先に示したθ1>θ2の関係を満たしさえすれば、発明の効果は得られる。
図7は、第1実施形態に係る現像装置に用いられる現像剤排出口71の第1変形例の構成を示す断面図である。現像剤排出口71では、現像剤排出口71の排出口上端部41aが水平に形成され、現像剤排出口71の排出口下端部42が傾斜して形成されている。図8は、第1実施形態に係る現像装置に用いられる現像剤排出口71の第2変形例の構成を示す断面図である。現像剤排出口72では、現像剤排出口72の排出口下端部42aが水平に形成され、現像剤排出口72の排出口上端部41が傾斜して形成されている。図7及び図8に示される現像剤排出口71及び現像剤排出口72でも、それぞれθ1>θ2の関係を満たしている。このために、本発明の目的である跳ね上げによる現像剤の排出を減らすことができる。
ただし、図8に示されるように、現像剤排出口72の排出口上端部41のみに内側が低くなる傾斜が形成された場合には、現像剤排出口72の排出口下端部42aに現像剤が積もり易い。これに対して、図7に示されるように、現像剤排出口71の排出口下端部42のみに内側が低くなる傾斜が形成された場合には、排出口下端部42に当たった現像剤は排出口下端部42の傾斜面を滑り落ちて現像容器22の内部に回収される。こういった観点から、現像剤排出口72よりも現像剤排出口71の方が利点を有する。また、図7に示されるように、現像剤排出口71では、排出口上端部41の傾斜は、現像容器22の外側の位置から内側の位置にかけて低くなる。その結果、現像剤排出口71の下端部に当たった現像剤が現像容器22の内部に回収され易い。
図9は、第1実施形態に係る現像装置に用いられる現像剤排出口71の第3変形例の構成を示す断面図である。現像剤排出口73では、排出口上端部41a及び排出口下端部42aが水平に形成され、排出口下壁37aの外側面に沿ってシート状のマイラーシート43が貼り付けられて排出口下端部42aの外側の位置にある角部よりも高く上方へと延びている。この場合の現像剤排出口73の排出口下端部42の下端部外側位置Bは、実質的にマイラーシート43の上端部で現像容器22の外側の位置であり、θ1、θ2は各々図に示した通りとなり、θ1>θ2を満たしているので、発明の効果が得られる。なお、マイラーシート43は特にこれに限定されるものではなく、材料および形状が特に限定されるものではない。現像剤排出口40、71、72の形状は、型抜きができない、工程が増える、コストがかかるなどの理由により、常に所望の構成にできるとは限らないが、このような構成ならば、従来構成とほぼ変わらず容易に発明の効果を得ることが可能である。
(第2実施形態)
図10は、本発明の第2実施形態に係る現像装置で用いられれる現像剤排出口74の構成を示す断面図である。なお、第2実施形態の説明において、第1実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。第2実施形態の現像剤排出口74が第1実施形態の現像剤排出口40、71〜73と異なる点は、現像剤排出口74を構成する壁の厚みが異なる点である。その他の点では、第2実施形態の現像剤排出口74は第1実施形態の現像剤排出口40、71〜73と同様に構成される。
図10は、本発明の第2実施形態に係る現像装置で用いられれる現像剤排出口74の構成を示す断面図である。なお、第2実施形態の説明において、第1実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。第2実施形態の現像剤排出口74が第1実施形態の現像剤排出口40、71〜73と異なる点は、現像剤排出口74を構成する壁の厚みが異なる点である。その他の点では、第2実施形態の現像剤排出口74は第1実施形態の現像剤排出口40、71〜73と同様に構成される。
第1実施形態の現像剤排出口40、71〜73は、その上端部、下端部に傾斜をつけることで、θ1>θ2の角度が形成されていた。これに対して、図10に示されるように、第2実施形態の現像剤排出口74では、排出口上壁36b及び排出口上端部41bの厚み幅が寸法Lに設定される。排出口下壁37a及び排出口下端部42aの厚み幅が寸法Mに設定される。排出口上端部41bの厚み幅が現像容器22の内側方向に厚く形成される。つまり、寸法L>寸法Mとする。この排出口上端部41b及び排出口下端部42aの厚み幅の関係で、θ1>θ2の関係が達成される。傾斜を変えるだけでなく、このように、現像剤排出口74の排出口上端部41bの厚み幅を変えることでも本発明の効果を得ることができる。
図11は、第2実施形態に係る現像装置に用いられる現像剤排出口74の第1変形例の構成を示す断面図である。図11に示されるように、第1変形例の現像剤排出口75では、排出口下壁37b及び排出口下端部42bの厚み幅が寸法Lに設定される。排出口上壁36a及び排出口上端部41aの厚み幅が寸法Mに設定される。排出口下端部42bの厚み幅が現像容器22の外側方向に厚く形成される。つまり、寸法L>寸法Mとする。この排出口上端部41a及び排出口下端部42bの厚み幅の関係で、θ1>θ2の関係が達成される。傾斜を変えるだけでなく、このように、現像剤排出口75の排出口下端部42bの厚み幅を変えることでも本発明の効果を得ることができる。
ただし、図11に示される現像剤排出口75のように、排出口下端部42bの厚み幅が寸法Lと広い場合には、現像剤が積もり易くなってしまう。これに対して、図10に示される現像剤排出口74のように、排出口下端部42aの厚み幅が寸法Mと狭い場合には、現像剤は積もり難いといった点で利点がある。
すなわち、現像剤排出口では、上端部の厚み幅を寸法Lとして広く設定しつつ下端部の厚み幅を寸法Mとしてを狭く設定した方が、現像剤が積もり難く、現像容器22の内側に現像剤が回収され易い。
図12は、第2実施形態に係る現像装置に用いられる現像剤排出口74の第2変形例の構成を示す断面図である。図12に示されるように、第2変形例の現像剤排出口76では、排出口上壁36a排出口上端部41aの厚み幅がMに設定される。排出口下壁37aの排出口下端部42aの厚み幅がMに設定される。排出口上端部41aの厚み幅及び排出口下端部42aの厚み幅は、第1実施形態の現像剤排出口40、71〜73の場合と同一寸法の厚み幅に設定される。また、排出口上端部41aには、断面がL字状に形成されたマイラーシート43が貼り付けられる。このマイラーシート43は、排出口上壁36aの外側面から排出口上端部41aを経由して現像容器22の内側へと向かって延びる。
この場合には、『現像剤排出口の排出口上端部の上端部内側位置A』は、実質的にマイラーシート143の内側先端143aの位置である。また、マイラーシート143の角部143bは排出口上壁36aの角部に合わせられ、上側端部143cは排出口上壁36aの外側面に貼り付けられる。この場合にも、θ1>θ2の関係が満たされることから、発明の効果が得られる。マイラーシート143を用いることで、従来構成とほぼ変わらず容易に発明の効果を得ることが可能であるのは第1実施形態で述べたのと同様である。また、材料や形状がこれに限らないのも第1実施形態で述べた通りである。
図13は、第2実施形態に係る現像装置に用いられる現像剤排出口74の第3変形例の構成を示す断面図である。図13に示されるように、第3変形例の現像剤排出口77では、排出口上壁36a及び排出口上端部41aの厚み幅がMに設定される。排出口下壁37a及び排出口下端部42の厚み幅がMに設定される。排出口上端部41aの厚み幅及び排出口下端部42の厚み幅は、第1実施形態の現像剤排出口40、71〜73の場合と同一寸法の厚み幅に設定される。また、排出口上端部41aの内側面には、断面がL字状に形成されたマイラーシート243が貼り付けられる。このマイラーシート243は、排出口上壁36aの内側面に貼り付けられ、内側面から垂直に現像容器22の内側へ向かって延びるように設けられる。また、マイラーシート243の角部243bの高さは、現像剤排出口77の排出口上端部41aの高さと必ずしも同一に設定される必要はない。上側端部243cから角部243bまでが排出口上壁36aの内側面に取り付けられる。ここでは、角部243bは排出口上端部41aよりも上方に位置する。
この場合にも、『現像剤排出口の排出口上端部の上端部内側位置A』は、実質的にマイラーシート243の内側先端243aの位置である。この場合にも、θ1>θ2の関係が満たされることから、発明の効果が得られる。このように、現像剤排出口40の内側にひさし状にマイラーシート243が設けられている場合はひさし状のマイラーシート243の内側先端243aを現像剤排出口の排出口上端部の上端部内側位置Aと読み替えることで、本発明を適用することが可能である。
(第3実施形態)
図14は、本発明の第3実施形態に係る現像装置に用いられる現像剤排出口78の構成を示す断面図である。なお、第3実施形態の説明において、第1実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。第3実施形態の現像剤排出口78が第1実施形態の現像剤排出口40、71〜73と異なる点は、現像剤排出口78が小さく分割される点である。その他の点では、第3実施形態の現像剤排出口78は第1実施形態の現像剤排出口40、71〜73と同様に構成される。
図14は、本発明の第3実施形態に係る現像装置に用いられる現像剤排出口78の構成を示す断面図である。なお、第3実施形態の説明において、第1実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。第3実施形態の現像剤排出口78が第1実施形態の現像剤排出口40、71〜73と異なる点は、現像剤排出口78が小さく分割される点である。その他の点では、第3実施形態の現像剤排出口78は第1実施形態の現像剤排出口40、71〜73と同様に構成される。
現像剤排出口78の大きさが大きい場合には、θ1>θ2の関係は容易に満たすことができるが、θ1>θの関係は容易に満たすことができないときがある。このようなときに第3実施形態の現像剤排出口78の構成は有効に活用できる。現像剤排出口78では、排出口上端部41及び排出口下端部42の間に、もう1つの壁44が設けられる。この壁44の上面側には排出口下端部44aが形成され、壁44の下面側には排出口上端部44bが形成される。排出口下端部44a及び排出口上端部44bの何れも現像容器22の外側から内側にかけて低くなるように形成される。こうした構成では、現像剤排出口78が分割されて、現像剤排出口78a及び現像剤排出口78bといった2つの現像剤排出口が形成される。各現像剤排出口78a、78bに関して、θ1>θ2、及び、θ1>θの関係が満たされれば、本発明の効果は得られる。壁がない場合の大きな現像剤排出口に比較して、壁44がある場合、θ1を容易に大きくすることが可能である。そのため、この新たに設けた壁44のおかげで、現像剤排出口78の大きさが大きい場合でもθ1>θの関係式を満たすことが容易である。
なお、この新たに設けた壁44は、本実施形態では1つであるが、2つ、3つと複数設けることで、より容易にθ1>θの関係式を満たすことが可能となる。
第1〜第3実施形態の現像装置によれば、上端部内側位置A及び下端部外側位置Bを結んだ直線の傾斜角度が垂直面に対して急勾配に設定される。現像剤が第1搬送スクリュー25のスクリュー羽根51によって現像剤排出口40、71〜78から排出される場合には、現像剤は、上端部内側位置A及び下端部外側位置Bに阻まれる。そのために、必要な現像剤の外部への排出量は低減される。その結果、第1搬送スクリュー25による搬送力を低減させなくても、現像剤排出口40、71〜78からの余剰な現像剤の排出を妨げることなく、現像剤排出口40、71〜78からの必要な現像剤の排出を抑制することができる。
第1搬送スクリュー25のスクリュー羽根51の回転方向の面が水平面と形成する角度の最大値がθの場合には、現像剤は、スクリュー羽根51の回転方向側の羽根面xに直交する方向に飛んでいく。このときの現像剤の跳ね飛ぶ方向は、垂直面Kに対してθの角度となる。したがって、θ1>θの条件式が満たされると、現像剤の飛ぶ角度の方がθ1よりも垂直面Kに対して急な傾斜角度であることから、現像剤排出口40、71〜78から飛び出す現像剤の量は低減される。
現像剤排出口の排出口下端部は、下端部外側位置から下端部内側位置へと低くなるように傾斜する。現像剤排出口の下端部は現像剤排出口の上端部よりも急な角度で傾斜する。あるいは、現像剤排出口の下端部の厚み幅は、現像剤排出口の上端部の厚み幅よりも狭く形成される。こうした構成によれば、排出口下端部には、現像剤が堆積し難い。
第1搬送スクリュー25の全ての部位が現像室23の内部の現像剤に埋没することはないことから、第1搬送スクリュー25の羽根は効率良く回転することができる。なお、現像装置4は、画像形成装置200の内部に組み込まれると固定配置される。
4 現像装置
22 現像容器
25 第1搬送スクリュー(搬送部材)
40、71〜78・・・・・現像剤排出口(排出口)
41、41a、41b・・・排出口上端部(現像剤排出口の上端部)
42、42a、42b・・・排出口下端部(現像剤排出口の下端部)
50 回転軸
51 スクリュー羽根(羽根)
A 上端部内側位置(現像剤排出口の上端部で現像容器の内側の位置)
B 下端部外側位置(現像剤排出口の下端部で現像容器の外側の位置)
C 下端部内側位置(現像剤排出口の下端部で現像容器の内側の位置)
D 上端部外側位置(現像剤排出口の上端部で現像容器の外側の位置)
L、M 寸法(厚み幅)
K 垂直面
φ 抜き勾配
22 現像容器
25 第1搬送スクリュー(搬送部材)
40、71〜78・・・・・現像剤排出口(排出口)
41、41a、41b・・・排出口上端部(現像剤排出口の上端部)
42、42a、42b・・・排出口下端部(現像剤排出口の下端部)
50 回転軸
51 スクリュー羽根(羽根)
A 上端部内側位置(現像剤排出口の上端部で現像容器の内側の位置)
B 下端部外側位置(現像剤排出口の下端部で現像容器の外側の位置)
C 下端部内側位置(現像剤排出口の下端部で現像容器の内側の位置)
D 上端部外側位置(現像剤排出口の上端部で現像容器の外側の位置)
L、M 寸法(厚み幅)
K 垂直面
φ 抜き勾配
Claims (9)
- トナー及びキャリアを含む現像剤を収容する現像容器と、回転軸を中心に回転する羽根を有して前記現像容器の内部の現像剤を搬送する搬送部材と、前記現像容器に形成されて現像剤を排出する現像剤排出口と、を有し、前記羽根が、前記現像剤排出口と対向した位置で上方から下方へと移動する現像装置において、
前記現像剤排出口の上端部で前記現像容器の内側の位置、及び、前記現像剤排出口の下端部で前記現像容器の外側の位置を結んだ線が水平面と垂直な垂直面と形成する角度をθ1とし、前記現像剤排出口の下端部で前記現像容器の内側の位置、及び、前記現像剤排出口の上端部で前記現像容器の外側の位置を結んだ線が水平面と垂直な垂直面と形成する角度をθ2とした場合に、θ1>θ2の条件式を満たすことを特徴とする現像装置。 - 前記搬送部材の前記羽根の先端が前記現像剤排出口に対して最も接近して配置された状態で、前記搬送部材の前記羽根の回転方向側の面が水平面と形成する角度の最大値をθとした場合に、θ1>θの条件式を満たすことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
- 前記現像剤排出口の下端部は、前記現像容器の外側の位置から前記現像容器の内側の位置へと低くなるように傾斜することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の現像装置。
- 前記現像剤排出口の下端部は前記現像剤排出口の上端部よりも急な角度で傾斜することを特徴とする請求項3に記載の現像装置。
- 前記現像剤排出口の下端部の厚み幅は、前記現像剤排出口の上端部の厚み幅よりも狭く形成されることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の現像装置。
- 前記搬送部材の羽根は抜き勾配を有することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の現像装置。
- 前記現像剤排出口の下端部で前記現像容器の内側の位置が前記搬送部材の羽根の最も高い位置よりも下側に位置することを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の現像装置。
- 現像装置は固定配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の現像装置。
- シートに画像を形成する画像形成部と、請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の現像装置と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009008150A JP2010164853A (ja) | 2009-01-16 | 2009-01-16 | 現像装置及び画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009008150A JP2010164853A (ja) | 2009-01-16 | 2009-01-16 | 現像装置及び画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2010164853A true JP2010164853A (ja) | 2010-07-29 |
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ID=42581047
Family Applications (1)
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JP (1) | JP2010164853A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2009
- 2009-01-16 JP JP2009008150A patent/JP2010164853A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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