JP2011002768A - 現像装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】現像剤を過剰に排出し過ぎることなく適度な量を維持し、低印字の画像が連続しても良好な画像を得ることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像装置のハウジング11には、現像剤供給回収部17に搬送部材13、現像剤攪拌部18に同方向に回転する2つの攪拌部材14,15が設けられている。2つの攪拌部材14,15の間のハウジング11の内底面にはガイド24が設けられている。第2攪拌部材15の現像剤搬送方向の現像剤攪拌部18より下流側に現像剤の排出を抑制する制動部44が設けられ、制動部44の円盤46の下流側に現像剤排出口47を備える排出部45が設けられている。これらにより、循環搬送路での過剰な量の現像剤の一部を排出部45へ送り、現像剤排出口47から排出させつつ、適切な量の現像剤を循環させることができる。
【選択図】図5

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリやこれら複合機などのモノクロ/カラー、スタンドアローン/ネットワーク接続により設置された電子写真方式の画像形成装置の現像装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。
従来、電子写真用現像装置では、1成分現像法と2成分現像法が採用されている。1成分現像法では、トナーを供給する部分、トナーを荷電させる部分、および除電する部分、そしてトナーを回収する部分においてトナーが現像器の各部材と接触するために、トナーに負荷がかかる。トナーには熱可塑性樹脂が使用されており、且つ、表面には流動性改質材として無機微粒子が付着処理されている。そのため、前記負荷により、トナー表面が熱的変化を起こしたり無機微粒子が埋め込まれたりする。高速機になれば各部材の回転数も高くなるためトナーにより大きな負荷がかかる。このため、高速化には限界がある。また、近年、高画質化に伴いトナーの小径化が著しく6μm以下に設定されることもまれではない。そのような小径のトナーにはより多量の後処理材が処理され、また、流動性も悪くなっていることから、前記負荷によるトナーの凝集や後処理材の埋め込みが顕著となる。また、環境対策として、低温定着化の傾向が著しい。そのため、熱的な耐性が低下しており、前記負荷に対しては更に不利な状況にある。
2成分現像法では、トナーとキャリアによる摩擦荷電により帯電したトナーを像担持体上に形成された静電潜像に付着させ現像する。現像器内では、トナーとキャリアの比率を一定に保つことにより、トナーの帯電状態を維持している。しかしながら、像担持体上に形成された静電潜像にトナーを現像すると、トナーは不足する。そのため、補給手段によりトナーが補給される。補給手段により補給されたトナーは未帯電であり、現像器内の攪拌・搬送手段によって現像器内の現像剤と攪拌・搬送されながら荷電される。この方法では荷電付与を粒子の混合により行うことから、トナーへの負荷が小さい。従って1成分現像法に比べてトナーは長寿命であり、また、高速対応性にも優れている。
一方、近年、高生産領域の分野へ電子写真方式の製品が投入されており、高速化・長寿命化のシステムが提案されている。現像装置においては、複数の現像ローラを備えた装置や現像剤を徐々に入れ替えるトリクル機構を有する装置、供給ローラ部に2成分現像剤、現像ローラ部に1成分トナーを用いるハイブリッド現像装置、これらを組み合わせた現像装置が提供されている。いずれの現像装置においてもトナーを補給し、現像器内の攪拌・搬送手段によって現像器内の現像剤と攪拌・搬送されながらトナーは荷電される。
トナー補給型の現像装置において、印字率の高い印刷が連続して行われると、トナーが不足するために未帯電のトナーが補給される。そして、補給されたトナーが十分に攪拌されずに帯電量が低い状態で搬送され現像ローラ上に供給されると、トナーの飛散やカブリといった画像劣化を起こす。
また、近年の装置の高速化によって、補給されたトナーが現像ローラ上に運ばれる時間が短くなるため、上記問題がよりいっそう深刻となっている。そこで、補給されたトナーが十分な攪拌をされずに現像ローラ上に搬送されることを防止するとともに、現像剤を効率よく良好に攪拌し、カブリ・飛散等の無い現像器を提供する為に2本の攪拌部材を用いた現像器が提案されている。
特開平9−152774号公報 特開2004−326033号公報
しかしながら、特許文献1及び特許文献2で開示された現像装置のように、1本の供給搬送部材及び2本の攪拌部材の3軸を有する現像装置において、現像剤を排出する排出口をいずれの軸上に設けるかについて、循環バランスを考慮しなければならない。そして、2本の攪拌部材のうち、供給搬送部材により近い側の攪拌部材が供給搬送部材より排出口の方へより多くの現像剤を送ってしまうと、低印字の画像が連続した場合、供給搬送部材が現像ローラに供給できる現像剤の量が少なくなりすぎて、画像不良(画像欠損やスクリュームラ)を生じることが問題となる。
そこで、本発明は、現像剤を過剰に排出し過ぎることなく適度な量を維持し、低印字の画像が連続しても画像品質の悪化を招くことなく良好な画像を得ることができる画像形成装置を提供することを課題とする。
前記課題を解決するための手段として、本発明の現像装置及びこれを備えた画像形成装置は、互いに連通したトナーとキャリアの2成分からなる現像剤の循環搬送路を形成する現像剤供給回収部及び現像剤攪拌部が両端部に連通部を有する仕切り壁を介して隣接して設けられたハウジングと、前記現像剤供給回収部の前記現像剤攪拌部とは反対側に設けられ、感光体に対してトナーを付着して前記感光体上の静電潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤供給回収部に前記現像剤担持体の回転軸方向に沿って延びるように配設され、前記現像剤を前記現像剤担持体へ供給するとともに長手方向に搬送し、前記連通部を通して前記現像剤攪拌部に送る搬送部材と、前記現像剤攪拌部に前記仕切り壁に隣接して前記搬送部材の回転軸方向に沿って延びるように配設され、前記現像剤を攪拌しつつ、前記搬送部材による搬送方向と逆方向に搬送し、前記連通部を通して前記現像剤供給回収部に送る第1攪拌部材と、前記現像剤攪拌部に前記第1攪拌部材に隣接して前記第1攪拌部材の回転軸方向に沿って延びるように配設され、前記現像剤を攪拌しつつ、前記第1攪拌部材による搬送方向と同方向に搬送し、前記連通部を通して前記現像剤供給回収部に送る第2攪拌部材と、前記第1攪拌部材と前記第2攪拌部材の間に位置する前記ハウジングの内底面に、前記第1攪拌部材及び前記第2攪拌部材の回転軸方向の一側から他側にわたって配設された突起状のガイドとを備え、前記ガイドの前記回転軸の軸方向と直交する断面形状は、裾野部が末広がりの山状であり、前記第1攪拌部材及び前記第2攪拌部材それぞれの最外側部と前記ハウジングの内底面及び前記ガイドとの隙間が1.5mm以上3mm以内となるように配設され、前記第1攪拌部材及び前記第2攪拌部材は、前記回転軸を軸方向の手前から見てそれぞれが同方向に回転し、前記第2攪拌部材の現像剤搬送方向の前記ハウジングの前記現像剤攪拌部より下流側に現像剤の排出を抑制する制動部を設け、前記制動部の下流側に排出部を設け、前記排出部に前記制動部を越えてきた現像剤を排出する現像剤排出口を設けるようにしている。
この構成によれば、現像剤供給回収部の搬送部材が現像剤を現像剤担持体へ供給するとともに長手方向に搬送し、仕切り壁の端部で連通した連通部から現像剤攪拌部へ現像剤を送る。第1攪拌部材及び第2攪拌部材は回転軸を軸方向の手前から見てそれぞれが同方向に回転し、ガイドの形状により、現像剤の攪拌を良好に行うことができる。攪拌された現像剤は第1攪拌部材及び第2攪拌部材により搬送され、連通部に送られる。第2攪拌部材の現像剤搬送方向下流の制動部では、現像剤の搬送を制動する。そして現像剤の排出を抑制する。制動部を越えてきた現像剤は、排出部の現像剤排出口から排出することができる。このようにすれば、現像剤を過剰に排出し過ぎることなく適度な量を維持することができる。第1攪拌部材及び第2攪拌部材は連通部を通して現像剤を現像剤供給回収部に送ることができる。これらにより、現像剤供給回収部と現像剤攪拌部とからなる循環搬送路で現像剤の循環を良好に行うことができる。現像剤供給回収部において、攪拌が良好に行われ十分に帯電した現像剤が現像剤担持体に十分に供給されることにより、低印字の画像が連続しても画像品質の悪化を招くことなく良好な画像を得ることができる。
前記第2攪拌部材の現像剤搬送方向下流の前記連通部と前記連通部より上流側を含む範囲に逆巻き部が設けられていることが好ましい。この構成によれば、現像装置を駆動するのに必要なトルクを減少させることができる。
前記第1攪拌部材の回転軸から径方向に突出するリブを設けることが好ましい。この構成によれば、第1攪拌部材から第2攪拌部材へ現像剤を攪拌しつつ送ることができるので、現像剤の攪拌効率を向上させ現像剤を十分に帯電させることができ、良好な画像を得ることができる。
前記第2攪拌部材の回転軸から径方向に突出するリブを設けることが好ましい。この構成によれば、第2攪拌部材から第1攪拌部材へ現像剤を攪拌しつつ送ることができるので、現像剤の攪拌効率を向上させ現像剤を十分に帯電させることができ、良好な画像を得ることができる。
前記第1攪拌部材の回転軸から径方向に突出するリブを設け、かつ、前記第2攪拌部材の回転軸から径方向に突出するリブを設け、前記第1攪拌部材及び前記第2攪拌部材が同じ回転数で回転する場合、前記第1攪拌部材及び前記第2攪拌部材それぞれの前記リブが、前記第1攪拌部材及び前記第2攪拌部材それぞれの回転軸の軸心同士を結ぶ面上にあるときに、前記面に直交する面に対して互いに対称にならないように前記リブを配置することが好ましい。この構成によれば、第1攪拌部材及び第2攪拌部材は、回転軸を軸方向の手前から見てそれぞれが同方向に同じ回転数で回転しても、第1攪拌部材と第2攪拌部材との間でそれぞれのリブによる現像剤の第1攪拌部材から第2攪拌部材、又はその逆への搬送が阻止されることはない。これにより、現像剤の攪拌効率を向上させ現像剤を十分に帯電させることができ、良好な画像を得ることができる。
前記第1攪拌部材及び前記第2攪拌部材の回転方向が、前記回転軸を軸方向の手前から見てそれぞれ時計まわりである場合には、前記第1攪拌部材及び前記第2攪拌部材のうち、右側の攪拌部材の上方に、前記回転軸を軸方向の手前から見てそれぞれ反時計まわりである場合には、左側の攪拌部材の上方に、トナー供給用開口部を設けることが好ましい。この構成によれば、現像剤の攪拌効率を向上させ現像剤を十分に帯電させることができ、良好な画像を得ることができる。
前記第2攪拌部材の前記制動部に現像剤搬送方向と直交する向きの円盤が設けられ、かつ、前記円盤の現像剤搬送方向上流側に逆巻き部が設けられていることが好ましい。この構成によれば、制動部において、円盤より上流側の逆巻き部により、第2攪拌部材により現像剤搬送方向に搬送されてきた現像剤の制動を行うことができる。また、円盤は逆巻き部より下流側で現像剤搬送方向と直交する向きに設けられているので、逆巻き部により制動された現像剤を排出部の手前で堰き止めることができる。これにより、ある一定量を越えた現像剤が制動部に送られてくるまでは現像剤を減少させることはない。
本発明によれば、現像剤供給回収部の搬送部材が現像剤を現像剤担持体へ供給するとともに長手方向に搬送し、仕切り壁の端部で連通した連通部から現像剤攪拌部へ現像剤を送る。第1攪拌部材及び第2攪拌部材は回転軸を軸方向の手前から見てそれぞれが同方向に回転し、ガイドの形状により、現像剤の攪拌を良好に行うことができる。攪拌された現像剤は第1攪拌部材及び第2攪拌部材により搬送され、連通部に送られる。第2攪拌部材の現像剤搬送方向下流の制動部では、現像剤の搬送を制動する。そして現像剤の排出を抑制する。制動部を越えてきた現像剤は、排出部の現像剤排出口から排出することができる。このようにすれば、現像剤を過剰に排出し過ぎることなく適度な量を維持することができる。第1攪拌部材及び第2攪拌部材は連通部を通して現像剤を現像剤供給回収部に送ることができる。これらにより、現像剤供給回収部と現像剤攪拌部とからなる循環搬送路で現像剤の循環を良好に行うことができる。現像剤供給回収部において、攪拌が良好に行われ十分に帯電した現像剤が現像剤担持体に十分に供給されることにより、低印字の画像が連続しても画像品質の悪化を招くことなく良好な画像を得ることができる。
第2攪拌部材の現像剤搬送方向下流の連通部と前記連通部より上流側を含む範囲に逆巻き部を配設することにより、現像装置を駆動するのに必要なトルクを減少させることができる。
攪拌部材の回転軸から径方向に突出するリブを設けることにより、現像剤の攪拌効率を向上させ現像剤を十分に帯電させることができ、良好な画像を得ることができる。
第1攪拌部材及び第2攪拌部材それぞれのリブを、第1攪拌部材及び第2攪拌部材それぞれの回転軸の軸心同士を結ぶ面上にあるときに、前記面に直交する面に対して互いに対称にならないように配置する。このようにすれば、第1攪拌部材及び第2攪拌部材が回転軸を軸方向の手前から見てそれぞれが同方向に同じ回転数で回転しても、第1攪拌部材と第2攪拌部材との間でそれぞれのリブによる現像剤の第1攪拌部材から第2攪拌部材、又はその逆への搬送が阻止されることはない。これにより、現像剤の攪拌効率を向上させ現像剤を十分に帯電させることができ、良好な画像を得ることができる。
第1攪拌部材及び第2攪拌部材の回転方向が、回転軸を軸方向の手前から見てそれぞれ時計まわりである場合には、第1攪拌部材及び第2攪拌部材のうち右側の攪拌部材の上方に、回転軸を軸方向の手前から見てそれぞれ反時計まわりである場合には、左側の攪拌部材の上方に、トナー供給用開口部を設ける。これにより、現像剤の攪拌効率を向上させ現像剤を十分に帯電させることができ、良好な画像を得ることができる。
制動部において、円盤より上流側の逆巻き部により、第2攪拌部材により現像剤搬送方向に搬送されてきた現像剤の制動を行うことができる。また、円盤は逆巻き部より下流側で現像剤搬送方向と直交する向きに設けられているので、逆巻き部により制動された現像剤を排出部の手前で堰き止めることができる。これにより、ある一定量を越えた現像剤が制動部に送られてくるまでは現像剤を減少させることはない。
画像形成装置の構成概略図。 本発明に係る現像装置の斜視図。 図2のIII−III線断面図。 図2のIV−IV線断面図。 本発明に係る現像装置の上面図。 図5のVI−VI線断面図。 画像形成装置により印刷された画像の視認結果を示すデータテーブルである。 画像形成装置により印刷された画像の視認結果を示すデータテーブルである。 画像形成装置により印刷された画像の視認結果を示すデータテーブルである。 画像形成装置により印刷された画像の視認結果を示すデータテーブルである。 画像形成装置により印刷された画像の視認結果を示すデータテーブルである。 画像形成装置により印刷された画像の視認結果を示すデータテーブルである。 第1攪拌部材及び第2攪拌部材のリブの位置を示す図。 画像形成装置により印刷された画像の視認結果を示すデータテーブルである。 第1攪拌部材及び第2攪拌部材のリブの位置を示す図。 図16(a)乃至図16(c)は同じ回転数で回転する第1攪拌部材及び第2攪拌部材それぞれのリブが、第1攪拌部材及び第2攪拌部材それぞれの回転軸の軸心同士を結ぶ面上にあるときに、前記面に直交する面に対して互いに対称に配置されたリブの回転による位置の変化を示す図。 画像形成装置により印刷された画像の視認結果を示すデータテーブルである。 本発明にかかる現像装置の別の実施例を示す上面図。 図18のXIX−XIX線断面図。 図3の別の実施例を示す図。
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
(構成)
図1は、画像形成装置の概略図を示す。この画像形成装置は、大略、画像形成ユニット1、転写ユニット2、露光ユニット3、給紙ユニット4、クリーニングユニット5、制御ユニット(図示せず)、等を備える。但し、本発明は、この種の画像形成装置にのみ適用されるものではなく、例えば、いわゆる4サイクル方式のカラー画像形成装置やモノクロ出力の画像形成装置にも適用できる。また、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの機能を複合的に備えた複合機にも適用可能である。
画像形成ユニット1は、転写ユニット2の中間転写ベルト6に沿って4箇所に配置され、それぞれクリーニングユニット5の側よりイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の画像形成を行なうことにより、中間転写ベルト6の表面にカラー画像を形成する。各画像形成ユニット1は、感光体ドラム7の周囲に、帯電装置8、現像装置9、クリーニング装置10等を備える。
帯電装置8は、感光体ドラム7の表面に所定の表面電位を形成する。この表面電位は、露光ユニット3によって露光されることにより静電潜像となる。
現像装置9は、ハウジング11内に、現像ローラ(現像剤担持体)12、搬送スクリュー(搬送部材)13、第1攪拌スクリュー(第1攪拌部材)14及び第2攪拌スクリュー(第2攪拌部材)15をそれぞれ収容したものである。この現像装置9については、後で詳述する。
現像装置9の上方には、トナーとキャリアからなる補給用2成分現像剤(以下、単に現像剤と記載する。)を補給するホッパ29が着脱可能となっている。
クリーニング装置10は、感光体ドラム7の表面への転写後、この表面に残留するトナーを回収してクリーニングする。
転写ユニット2は、一対の支持ローラ33に中間転写ベルト6を架け渡し、図示しない駆動手段により支持ローラ33を駆動させ、中間転写ベルト6をイエロー(Y)用の現像装置9からブラック(Bk)用の現像装置9に向かって矢印aで示す方向に循環移動させるようにしたもので、1次転写部34及び2次転写部35を備える。
露光ユニット3は、前記感光体ドラム7に対してレーザ光を照射し、図示しないスキャナで読み取った画像データに対応する静電潜像を形成する。
給紙ユニット4は、カセット36に収容した記録媒体37を、順次、搬送ローラ38を介して2次転写部35へと搬送する。2次転写部35に搬送された記録媒体37には、トナー像が転写され、定着ユニット39で転写させたトナー像が定着された後、排出トレイ40へと搬出される。
クリーニングユニット5は、中間転写ベルト6に接離可能で、接近することにより中間転写ベルト6に残留するトナーを回収してクリーニングする。
制御ユニット(図示せず)は、現像装置9のトナー濃度センサ31から入力される検出電圧に基づいて、現像剤の補給処理を実行する。
本実施形態において、現像剤は、トナー、トナーを帯電するためのキャリアからなるものであり、トナーとしては特に限定されず、一般に使用されている公知のトナーを使用することができる。現像剤にはさらに外添剤等を含めるようにしても構わない。トナー粒径としてはこれに限定されるものではないが、3〜15μm程度が望ましい。トナーとキャリアの混合比は所望のトナー帯電量が得られるよう調整されれば良く、トナー比はトナーとキャリアの合計量に対して3〜30重量%、好ましくは4〜20重量%が適している。
続いて、現像装置9について詳述する。図2及び図5に、2成分現像剤を用いた電子写真方式のうち、特に、トナーのみではなく少量のキャリアをも含んだ現像剤を補給するようにした、いわゆるトリクル方式の画像形成装置の現像装置9を示す。現像装置9のハウジング11は、一端側から他端側へと延びる長尺な箱形状で、内部は長手方向に延びる仕切り壁16によって現像剤供給回収部17と現像剤攪拌部18とに2分割されている。但し、現像剤供給回収部17と現像剤攪拌部18の両端側は連通部19a,19bによってそれぞれ連通され、現像剤をハウジング11内で循環移動させることが可能となっている。つまり、現像剤供給回収部17及び現像剤攪拌部18は連通部19a,19bを有する仕切り壁16を介して隣接して設けられている。そして、現像剤供給回収部17及び現像剤攪拌部18は連通部19a,19bを通じて循環搬送路を形成している。
現像装置9は、現像剤攪拌部18の連通部19bが位置する範囲の後述する現像剤搬送方向の下流側に現像剤の排出を抑制する制動部44が設けられている。制動部44は、後述する搬送経路14A,15Aにおいて現像剤攪拌部18と連続している。
現像装置9は、第2攪拌スクリュー15の搬送経路15Aにおいて制動部44の下流側に延びるように排出部45が設けられている。制動部44及び排出部45は、現像剤攪拌部18と連続している。排出部45を第2攪拌スクリュー15の搬送経路15Aに設けることにより、第1攪拌スクリュー14の搬送経路14A上の現像剤を排出部45へ送ることはない。そして、第2攪拌スクリュー15の搬送経路15A上の現像剤のうち、過剰な量の現像剤の一部のみを排出部45へ送るようになっている。図5及び図6に示すように、排出部45には制動部44を越えてきた現像剤攪拌部18の下流側の過剰な量の現像剤の一部を排出する現像剤排出口47が設けられている。この現像剤排出口47により、適宜、現像剤を排出することにより劣化したキャリアが長期間に亘ってハウジング11内に残留しないようにしている。現像剤排出口47より排出した現像剤は排出貯蔵部(図示せず)へと送られる。
現像ローラ12は、現像剤供給回収部17の現像剤攪拌部18とは反対側に設けられ、対向配置された感光体ドラム7に対してトナーを付着して感光体ドラム7上の静電潜像を現像するようになっている。図4に示すように、現像ローラ12は、固定配置された磁石ローラ21と該磁石ローラ21を内包する回転自在なスリーブローラ22とからなっている。磁石ローラ21は、スリーブローラ22の回転方向に沿って、図示しないN1,S2,N2,N3,S1の5つの磁極を有する。現像ローラ12のスリーブローラ22は、感光体ドラム7の回転方向bと同じ(対向部において互いに反対方向)回転方向cになるように設定されている。現像ローラ12には、現像剤供給回収部17の回転方向に対して内側から外側に向かう境界部分に、トナーの層厚を規制する規制部材42が配設されている。
搬送スクリュー13は、現像剤供給回収部17に現像ローラ12の回転軸方向に沿って延びるように配設されている。搬送スクリュー13は、回転軸13aの周囲に螺旋状の羽根13bを備えている。羽根13bは、搬送スクリュー13を回転すると、連通部19b側から連通部19a側に搬送される方向に設けられている。搬送スクリュー13は、現像剤を現像ローラ12へ直接的又は間接的に供給するとともに長手方向(図5中矢印dで示すように、連通部19b側から連通部19a側)に搬送するようになっている。そして、連通部19aを通して現像剤を現像剤攪拌部18に送るようになっている。搬送スクリュー13が配設された現像剤供給回収部17は搬送経路13Aを形成している。
第1攪拌スクリュー14は、現像剤攪拌部18及び制動部44の範囲に、仕切り壁16に隣接して搬送スクリュー13の回転軸方向に沿って延びるように配設されている。第1攪拌スクリュー14は、現像剤攪拌部18の範囲に回転軸14aの周囲に順巻き羽根である螺旋状の羽根14bを備えている。羽根14bは、第1攪拌スクリュー14を回転すると、連通部19a側から連通部19b側に搬送される方向に設けられている。また、制動部44の範囲には逆巻き部14dを備えている。逆巻き部14dは、順巻き羽根である羽根14bに対して逆巻きとなった逆巻き羽根14eで構成されている。また、逆巻き羽根14eは羽根14bに比べてピッチが小さくなるように形成されている。逆巻き部14dは、現像剤の搬送方向に対して制動するようになっている。羽根14bの現像剤搬送方向上流側には、羽根14bにその側面が固着された回転軸14aから径方向に突出するリブ14c(図3,図4に図示)が設けられている。リブ14cは第1攪拌スクリュー14が回転すると、回転軸14aの軸方向と直交する方向に現像剤を送るようになっている。本実施形態において、リブ14cは方形板状であり、幅:15mm、高さ:(第1攪拌スクリュー14の外径)−1mm、厚さ:2mmである。第1攪拌スクリュー14の全てのリブ14cは、第1攪拌スクリュー14の回転軸方向に平行の同一平面上に配設されている。第1攪拌スクリュー14は、回転軸14aを連通部19a側の軸方向の手前から見て時計回りに回転する。換言すれば、第1攪拌スクリュー14は、回転軸14aを連通部19b側の軸方向の手前から見て反時計回りに回転する。第1攪拌スクリュー14は、第1攪拌スクリュー14の搬送経路14Aの現像剤を攪拌しつつ後述するガイド24を越えて第2攪拌スクリュー15の搬送経路15Aへ送るとともに、搬送スクリュー13による搬送方向と逆方向(図5中矢印eで示すように、連通部19a側から連通部19b側へ向かう長手方向)に搬送するようになっている。そして、連通部19bを通して現像剤を現像剤供給回収部17に送るようになっている。
第2攪拌スクリュー15は、第1攪拌スクリュー14の搬送スクリュー13と反対側の現像剤攪拌部18、制動部44及び排出部45に、第1攪拌スクリュー14の回転軸方向に沿って延びるように配設されている。第2攪拌スクリュー15は、回転軸15aの周囲に螺旋状の羽根15bを備えている。羽根15bは、第2攪拌スクリュー15を回転すると、第1攪拌スクリュー14による搬送方向と同方向(図5中矢印fで示すように、連通部19a側から連通部19b側に向かう方向)に搬送されるように設けられている。第2攪拌スクリュー15の搬送方向下流の連通部19bと連通部19bより上流側を含む範囲(S10)及び制動部44に逆巻き部15dが配設されている。ここでいう連通部19bの範囲とはS01であり、連通部19bと連通部19bより上流側を含む範囲とはS10である。逆巻き部15dは、順巻き羽根である羽根15bに対して逆巻きとなった逆巻き羽根15eで構成されている。また、逆巻き羽根15eは羽根15bに比べてピッチが小さくなるように形成されている。排出部45と第2攪拌スクリュー15の現像剤搬送方向上流側である制動部44との境界部分には、現像剤搬送方向と直交する向きの円盤46が設けられている。そして、制動部44には円盤46の現像剤搬送方向上流側に逆巻き部15dが設けられている。円盤46の外径は、羽根15bの外径と同じである。円盤46と搬送経路15Aの間には隙間48が設けられている。第2攪拌スクリュー15の排出部45の範囲には、逆巻き羽根15eに対して逆巻きとなった順巻き羽根15fが設けられている。順巻き羽根15fは羽根15bに比べてピッチが小さくなるように形成されている。逆巻き部15dは、現像剤の搬送方向に対して制動するようになっている。排出部45の順巻き羽根15fは、排出部45の現像剤を円盤46側から現像剤排出口47側へ送るようになっている。羽根15bの現像剤搬送方向上流側には、羽根15bにその側面が固着された回転軸15aから径方向に突出する板状のリブ15c(図3,図4に図示)が設けられている。リブ15cは第2攪拌スクリュー15が回転すると、回転軸15aの軸方向と直交する方向に現像剤を送るようになっている。本実施形態において、リブ15cは方形板状であり、幅:15mm、高さ:(第2攪拌スクリュー15の外径)−1mm、厚さ:2mmである。第2攪拌スクリュー15の全てのリブ15cは、第2攪拌スクリュー15の回転軸方向に平行の同一平面上に配設されている。第2攪拌スクリュー15は、回転軸15aを連通部19a側の軸方向の手前から見て時計回りに回転する。換言すれば、第2攪拌スクリュー15は、回転軸15aを連通部19b側の軸方向の手前から見て反時計回りに回転する。第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15は、同方向に回転する。第2攪拌スクリュー15は、第2攪拌スクリュー15の搬送経路15Aの現像剤を攪拌しつつ後述するガイド24を越えて第1攪拌スクリュー14の搬送経路14Aへ送るとともに、搬送スクリュー13による搬送方向と逆方向(図5中矢印fで示すように、連通部19a側から連通部19b側へ向かう長手方向)に搬送するようになっている。そして、連通部19bを通して現像剤を現像剤供給回収部17に送るようになっている。
第1攪拌スクリュー14と第2攪拌スクリュー15の間に位置するハウジング11の内底面27に、第1攪拌スクリュー14と第2攪拌スクリュー15の回転軸方向の一側から他側にわたって突起状のガイド24が配設されている。ガイド24の、攪拌スクリュー14,15の回転軸14a,15aの軸方向と直交する断面形状は、裾野部26が末広がりの山状であり、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15それぞれの最外側部23とハウジング11の内底面27及びガイド24との隙間が1.5mm以上3mm以内となるように配設されている。本実施形態において、前記隙間は1.5mmである。ハウジング11の内底面27からガイド24の頂部20までの高さをh、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15それぞれの軸14a,15aの中心とハウジング11の内底面27との距離をRとしたとき、0.1×R<h<1.0×Rである。ガイド24を隔てて第1攪拌スクリュー14が配設された側には第1攪拌スクリュー14の搬送経路14Aが形成され、第2攪拌スクリュー15が配設された側には第2攪拌スクリュー15の搬送経路15Aが形成されている。
第2攪拌スクリュー15の搬送経路15Aの連通部19a側には、第2攪拌スクリュー15の上方のハウジング11上面に、現像剤補給口(トナー供給用開口部)28が設けられている。本実施形態においては、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15の回転方向が、回転軸14a,15aを連通部19a側の軸方向の手前から見てそれぞれ時計まわりである場合であり、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15のうち、右側の第2攪拌スクリュー15の上方に、トナー供給用開口部28が設けられている。換言すれば、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15の回転方向が、回転軸14a,15aを連通部19b側の軸方向の手前から見てそれぞれ反時計まわりである場合であり、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15のうち、左側の第2攪拌スクリュー15の上方に、トナー供給用開口部28が設けられている。図3に示すように、後述するホッパ29から現像剤補給口28へ現像剤が補給される。
現像剤攪拌部18の現像剤搬送方向の下流側には、単位体積当たりのトナー量を検出するための手段として、トナー濃度センサ31が設けられている。トナー濃度センサ31は、現像剤(キャリアに含まれる鉄分)の透磁率の違いを周波数として出力させ、トナー濃度(現像剤に対するトナーの重量比率)を演算する従来周知のものである。
搬送スクリュー13、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15は、図示しないモータからの駆動力により回転するようになっている。第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15は、ハウジング11から突出する各回転軸14a、15aの端部にそれぞれ設けたギア(図示せず)同士が互いに噛合し、同期して回転するようになっている。
(動作)
次に、前記構成からなる画像形成装置の動作について説明する。
画像形成時には、画像を読み取って得られたカラープリントデータ、又はパーソナルコンピュータ等から出力された画像データは、所定の信号処理が施された後、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の各色の画像信号として、各画像形成ユニット1に送信される。
各画像形成ユニット1では、それぞれの感光体ドラム7上に画像信号で変調されたレーザ光を投射して画像潜像を形成する。そして、現像装置9から感光体ドラム7にトナーを供給する。
現像装置9では、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15を回転駆動することにより、ハウジング11内に収容された現像剤を攪拌しながら循環させる。そして、搬送スクリュー13から現像ローラ12に現像剤を供給し、規制部材42によって掻き落として一定量とした後、感光体ドラム7へと搬送する。
これにより、各感光体ドラム7上にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像がそれぞれ形成される。形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像は、1次転写部34で、移動する中間転写ベルト6上に順次重ね合わせて1次転写される。このようにして中間転写ベルト6上に形成された重ね合わせトナー画像は、中間転写ベルト6の移動に従って2次転写部35へと移動する。
また、給紙ユニット4から記録媒体37が供給される。供給された記録媒体37は、搬送ローラ38によって2次転写部35と中間転写ベルト6の間へと搬送され、中間転写ベルト6に形成されたトナー画像が転写される。トナー画像を転写された記録媒体37は、さらに定着ユニット39へと搬送され、そこで、転写されたトナー画像が定着された後、排出トレイ40へと排出される。
次に図3により本実施形態に係る現像装置9の現像剤の攪拌・循環について説明する。現像剤補給口28より補給された現像剤は、第2攪拌スクリュー15の上方に補給される。第2攪拌スクリュー15は、回転軸15aを連通部19a側の軸方向の手前から見て時計回りに回転するので、補給された現像剤は第2攪拌スクリュー15により、第1攪拌スクリュー14と反対側のハウジング11に沿って上から下に搬送される。その後、現像剤は現像剤搬送経路15A内で攪拌されつつ、ガイド24を越えて第1攪拌スクリュー14の搬送経路14Aへ送られるとともに、長手方向(図5中の矢印f方向)に搬送される。また、現像剤は現像剤搬送経路14A内で攪拌されつつ、ガイド24を越えて第2攪拌スクリュー15の搬送経路15Aへ送られるとともに、長手方向(図5中の矢印e方向)に搬送される。このようにして、現像剤搬送経路14A,15A内の現像剤は第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15によって攪拌・搬送される。ここで第1攪拌スクリュー14と第2攪拌スクリュー15の間にあるガイド24は現像剤の搬送方向を長手方向に送る時の速度向上の補助をしつつ、現像剤搬送経路15Aから14A、またその逆へ現像剤を送る補助機能も備えている。第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15は、回転軸14a,15aを軸方向の手前から見て第1攪拌スクリュー14と同方向に回転し、リブ14c,15cの回転運動により推進力を得て現像剤がガイド24に沿ってその回転方向に送られるので現像剤の攪拌を良好に行うことができる。
搬送経路14Aにおいて、第1攪拌スクリュー14は、制動部44の範囲が逆巻き部14dになっているので、現像剤は、制動部44にて搬送方向に対して制動される。また、搬送経路15Aにおいて、第2攪拌スクリュー15は、S10及び制動部44の範囲が逆巻き部15dになっているので、現像剤はS10及び制動部44にて搬送方向に対して制動される。そして、制動された現像剤の一部は続いて搬送されてくる現像剤に押し出されて現像剤搬送経路14Aへ送り込まれ合流する。そして、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15により搬送された現像剤は、現像剤搬送方向下流の連通部19bより現像剤供給回収部17(搬送スクリュー13の現像剤搬送方向上流の搬送経路13A)へ送られる。逆巻き部15dにより、現像剤搬送方向における現像装置9のハウジング11が受ける力ひいては第2攪拌スクリュー15が受ける力が軽減されるので現像装置9を駆動するのに必要なトルクを減少させることができる。
第1攪拌スクリュー14の現像剤搬送方向下流の現像剤搬送経路14Aでは、現像剤搬送経路14Aの現像剤の全量が連通部19bを通して搬送経路13Aへ送られる。これに対して、第2攪拌スクリュー15の現像剤搬送方向下流の現像剤搬送経路15Aでは、現像剤搬送経路15Aの現像剤の全量は連通部19bを通して搬送経路13Aへ送られない。つまり、第2攪拌スクリュー15の現像剤搬送方向下流の現像剤搬送経路15Aでは、現像剤が過剰となる。したがって、第2攪拌スクリュー15の現像剤搬送方向下流に現像剤排出口47を備えた排出部45を設けることにより、現像剤攪拌部18の下流側の過剰な現像剤の一部のみを排出部45へ送ることができる。具体的には、第2攪拌スクリュー15の現像剤搬送方向下流の現像剤搬送経路15Aでは、現像剤は現像剤攪拌部18から逆巻き部15dにより制動されつつ制動部44へ進入する。そして、現像剤は、円盤46により排出部45の手前で堰き止められ制動部44に貯留する。しかしながら、制動部44にある一定量の現像剤が貯留し、その後、さらに現像剤が送られてくると、円盤46を乗り越えて隙間48から排出部45の方へ進入する。すなわち、現像剤搬送経路15Aの現像剤は制動部44を越えて排出部45へ送られる。排出部45へ送られた現像剤は現像剤排出口47から排出される。このようにして、ある一定量を越えた現像剤が送られてくるまでは排出部45へ送らずにすむので、必要がない場合に現像剤を減少させることはない。したがって、循環搬送路内で現像剤の量が少なくなりすぎるのを回避することができる。
現像装置9の十分に攪拌・搬送され正規に帯電することができた現像剤は、現像剤搬送経路13A内で、現像ローラ12へ供給されつつ、長手方向へ搬送される。搬送スクリュー13により搬送された現像剤は、現像剤搬送方向下流の連通部19aを通じて現像剤搬送経路13Aから現像剤搬送経路14Aへと送られる。さらに、第1攪拌スクリュー14の搬送経路14Aからガイド24を越えて第2攪拌スクリュー15の搬送経路15Aへ送られる。このようにして、現像装置9での現像剤の循環性が確保されている。
一方、現像装置9は、現像剤攪拌部18の現像剤搬送方向の下流側のトナー濃度センサ31によりトナー濃度が検知される。そして、そのトナー濃度及び画像形成時の画像情報に基づいて現像剤補給量が決定され、現像剤が充填されたホッパ29から現像剤補給口28へ現像剤補給が行われる。
以下、本発明にかかる現像装置9及びこれを備えた画像形成装置が低印字の画像が連続しても画像品質の悪化を招くことなく良好な画像を得ることができるか否かの効果を確認するための実験例について説明する。
実験条件は、図7乃至図12、図14及び図17に記載した通りである。画像形成装置については、搬送スクリュー(攪拌部材)13:外径φ30,回転数400rpm、第1攪拌スクリュー(第1攪拌部材)14:外径φ30,回転数300rpm、第2攪拌スクリュー(第2攪拌部材)15:外径φ30,回転数300rpm、各スクリュー13,14,15の内径は8mmとした。第1攪拌スクリュー14の羽根14bと第2攪拌スクリュー15の羽根15bとの間の距離2mm、底面(内底面)27と羽根14b,15bとの距離1.5mmとした。ガイド24の高さはハウジング11の内底面27からガイド24の頂部20までの高さをh、2本の攪拌軸14a,15aの中心からハウジング11の内底面27までの距離をRとした。第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15は、回転軸14a,15aを連通部19a側の軸方向の手前から見てそれぞれ時計まわりに回転するようにした。現像剤の補給位置は第1攪拌スクリュー14と第2攪拌スクリュー15の間(2軸間)とした。図中の「請求項6」が示すトナー供給用開口部28が設けられた位置とは、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15の回転方向が、回転軸14a,15aを軸方向の手前から見てそれぞれ時計まわりである場合には、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15のうち、右側の攪拌部材の上方に、回転軸14a,15aを軸方向の手前から見てそれぞれ反時計まわりである場合には、左側の攪拌部材の上方である。本実施形態においては、第1攪拌スクリュー14は、回転軸14aを連通部19a側の軸方向の手前から見て時計回りに回転するので、現像剤の補給位置は第2攪拌スクリュー15の上方を指す。図中の排出位置の「第1攪拌奥」とは、第1攪拌スクリュー14の搬送経路14Aの排出部45を指す。また、「第2攪拌奥」とは、第2攪拌スクリュー15の搬送経路15Aの排出部45を指す。このような条件で実験を行った。画像が良好であるか否かについては、画像出力条件としては、印字速度が100ppmで、A4印字率1%連続1000枚、印字率50%50枚印刷したときの画像について、白地部におけるかぶりの有無を目視により判定し、耐久に渡って評価した。かぶりとは、イメージのないところにトナーが飛んでいるものをいう。かぶりに関しては画像上明らかに確認できるものを「×」、かすかに確認できるものを「△」、確認できないものを「○」とした。
(実験例1)
図7は、排出部45の位置の違いによるスクリュームラ(Scムラ)の有無及びハウジング11のガイド24の高さを変更して印刷された画像についてのかぶりの有無を示す。スクリュームラとは、搬送スクリュー13の長手方向において、搬送スクリュー13がトナーを現像ローラ12に引き上げる量が局所的に極端に異なるために羽根13bの形状に対応した濃度ムラが画像上に現れる状態をいう。第1攪拌スクリュー14の現像剤搬送方向の下流側に設けた排出部45から現像剤を排出すると、Scムラを生じたが、第2攪拌スクリュー15の現像剤搬送方向の下流側に設けた排出部45から現像剤を排出すると、Scムラを生じなくなった。ガイド24の高さは、0.1Rから1.0Rまでの範囲においてかぶりは「○」となり、良好な画像を得ることができた。しかしながら、ガイド24なしと1.1Rにおいてかぶりは「×」となり、良好な画像を得ることができなかった。すなわち、ハウジング11のガイド24がない場合とガイド24の高さが1.1Rである場合には補給現像剤の取り込みが良くても、第1攪拌スクリュー14と第2攪拌スクリュー15との間で現像剤のやり取りがなくなるので、現像剤に偏りが生じた結果、かぶりが生じることが確認された。
(実験例2)
図8では、各スクリュー13,14,15の外径をφ20mmに変更し、羽根間距離と底面−羽根距離を実験例1と同一にした点を除いては、図7に示す条件と同様の実験条件であり、各スクリュー13,14,15の外径をφ30からφ20にしても、同様の関係が成り立つことが確認できた。
(実験例3)
図9は、ガイド24の高さを0.1R(図7においてかぶりが発生しなかった閾値)とし、底面(内底面)27と羽根14b,15bとの距離を変更した場合において、印刷された画像についてのかぶりの有無を示す。ハウジング11の底面27と各スクリュー14,15との距離を3mmに変更しても、1.5mmの場合と同様にかぶりは「○」となり、良好な画像を得ることができた。しかしながら、5mmに変更した場合には、かぶりは「×」となり、良好な画像を得ることができなかった。
(実験例4)
図10は、搬送スクリュー13の回転数を400rpmから800rpmまで変更した結果を示すものである。400rpmから800rpmの全範囲において、かぶりは「○」となり、良好な画像を得ることができた。回転数はこの範囲に限るものではない。
また、現像剤はキャリア粒子径が50μmのものの代わりに20μm、40μm、60μmのものを使用しても同様の効果が得られることが確認できたが、これに限るものではない。
以上の結果より、排出部45を第2攪拌スクリュー15の搬送経路15Aに設けることにより、循環搬送路内で現像剤の量が少なくなりすぎるのを回避することができる。また、第1攪拌スクリュー14と第2攪拌スクリュー15は、回転軸14a,15aを軸方向の手前から見てそれぞれが同方向に回転し、ガイド24の形状を、ハウジング11の内底面27からガイド24の頂部20までの高さをh、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15それぞれの軸14a,15aの中心とハウジング11の内底面27との距離をRとしたとき、0.1×R<h<1.0×Rとし、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15それぞれの最外側部23とハウジング11の内底面27及びガイド24との隙間が1.5mm以上3mm以内となるように配設し、その裾野部を末広がりの山状にすることにより、現像剤の攪拌を良好に行うことができる。そして、その現像剤の連通部19a,19bを通じての循環搬送路内での循環を良好に行うことができる。したがって、現像剤を過剰に排出し過ぎることなく適度な量を維持し、低印字の画像が連続しても画像品質の悪化を招くことなく良好な画像を得ることができる。
(実験例5)
図11は、第2攪拌スクリュー15の現像剤搬送方向下流の連通部19bと連通部19bより上流側を含む範囲に逆巻き部15dを設けた場合における回転トルクの変化を示す。これに関しては基準の現像装置を設けて比較した。「開口部まで」とは逆巻き位置をS01の範囲とした(図5参照)。「開口部以上」とはS10の範囲とした。本実施形態において、S01は40mm、S10は50mmである。逆巻き部15dを「開口部まで」つまり、S01の範囲に設けると回転トルクが基準に対して10%減少し、「開口部以上」つまり、S10の範囲に設けると20%減少させることが確認できた。
以上の結果より、本発明によれば、第2攪拌スクリュー15の現像剤搬送方向下流の連通部19bと連通部19bより上流側を含む範囲に逆巻き部15dを配設することにより、現像装置9を駆動するのに必要なトルクを減少させることができる。
(実験例6)
図12は、ガイド24の高さが1.1R(図7においてかぶりが発生した閾値)であり、かつ、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15の回転軸14a,15aにリブ14c,15cが設けられて印刷された画像についてのかぶりの有無を示す。
ここで、図13に示すように、第2スクリュー15の「リブ0度」とは、静止時に第1スクリュー14のリブ14cが0度(回転軸14aを連通部19a側から見た場合に回転軸14aと回転軸15aの中心を結んだ面上の、回転軸14aから回転軸15aへ向かう方向)の位置にある状態で、第2スクリュー15のリブ15cの先端が第1スクリュー14のリブ14cの先端と同一方向に回転軸15aから突出した状態を指す。回転数が同じときは回転周期毎にリブ14c,15cがこの位置になる。
ガイド24の高さが1.1Rであり、かつ、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15の両方ともにリブ14c,15cが設けられていない場合にはかぶりは「×」となり、良好な画像を得ることができなかった。しかしながら、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15の一方にリブ14c,15cが設けられるか、又は、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15の両方に「リブ0度」の状態でリブ14c,15cが設けられた場合には、かぶりは「△」となり、良好な画像を得るための効果があることが確認できた。
(実験例7)
図14は、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15の回転数及びリブ14c,15cのセット位置の違いによるかぶりの有無を示す。
ここで、図15に示すように、「リブ180度」とは、第2スクリュー15のリブ15cの位置が、前記「リブ0度」と180度ずれた状態を指す。回転数が同じときは回転周期毎にリブ14c,15cがこの位置になる。
第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15の両方が300rpmで回転し、かつ、静止時のリブ15cのセット位置が「リブ0度」である場合、かぶりは「△」となり、良好な画像を得るための効果があることが確認できた。また、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15の両方が300rpmで回転し、かつ、静止時のリブ15cのセット位置が「リブ180度」である場合、かぶりは「×」となり、良好な画像を得ることができなかった。さらに、第1攪拌スクリュー14が300rpmで回転し、第2攪拌スクリュー15が360rpmで回転し、かつ、静止時のリブ15cのセット位置が「リブ180度」である場合、かぶりは「△」となり、良好な画像を得るための効果があることが確認できた。
以上の結果より、第1攪拌スクリュー14と第2攪拌スクリュー15とを同じ回転数で回転させる場合、静止時のリブ14cのセット位置に対してリブ15cのセット位置が「リブ180度」、すなわち、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15のリブ14c,15cが、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15それぞれの回転軸14a,15aの軸心同士を結ぶ面49上にあるときに、面49に直交する面に対して互いに対称にならないようにリブ14c,15cを配置すれば、かぶりは「×」となることはなく、良好な画像を得るための効果がある。
具体的には、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15の回転軸14a,15aを軸方向の手前から見てそれぞれが図16(a)に示す状態から同方向に同じ回転数で回転すると、図16(b)に示す状態を経た後、図16(c)に示す状態となる。したがって、図16(a)及び図16(b)に示す配置にならないようにすれば、図16(c)に示すように、第1攪拌スクリュー14と第2攪拌スクリュー15との間でそれぞれのリブ14c,15cによる現像剤の第1攪拌スクリュー14の搬送経路14Aから第2攪拌スクリュー15への搬送経路15A、又はその逆への搬送が阻止されることはない。これにより、現像剤の攪拌効率を向上させ現像剤を十分に帯電させることができ、良好な画像を得ることができる。なお、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15それぞれのリブ14c,15cを、回転軸14a,15aの軸方向において同じ位置に配置せず、ずれた位置に配置してもよい。
(実験例8)
図17は、ガイド24の高さが1.1R(図7においてかぶりが発生した閾値)であって、現像剤補給口28を第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15の間に設けた場合と、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15の回転方向が、回転軸14a,15aを連通部19a側の軸方向の手前から見てそれぞれ時計まわりである場合に、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15のうち、右側の攪拌部材である第2攪拌スクリュー15の上方に設けられた場合との違いによるかぶりの有無を示す。現像剤補給口28を第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15の間(2軸間)に設け、かつ、攪拌スクリュー14,15にリブ14c,15cが設けられていない場合には、かぶりは「×」となり、良好な画像を得ることができなかった。しかしながら、第2攪拌スクリュー15の上方に設けた場合には、かぶりは「△」となり、良好な画像を得るための効果があることが確認できた。図7乃至図12及び図14では、現像剤の補給位置を第1攪拌スクリュー14と第2攪拌スクリュー15の間としたが、図17の実験結果より、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15の回転方向が、回転軸14a,15aを軸方向の手前から見てそれぞれ時計まわりである場合に、現像剤の補給位置を第2攪拌スクリュー15側とする方が良い結果が得られることが分かった。
なお、各スクリュー13,14,15の外径やハウジング11との関係については本実施形態を行う為のものであり、本発明がこれに限るものではない。なお、現像ローラ12の回転方向はいずれの回転方向であってもよい。また現像ローラ12の径も各スクリュー13,14,15の径と同じであっても異なっていてもよい。また、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15の現像剤搬送量は同じであっても異なっていてもよい。また、印加するバイアスも同じであっても異なっていてもよい。また、現像ローラ12および各スクリュー13,14,15の回転数も同じであっても異なっていてもよい。
なお、現像剤搬送経路13A,14Aの配置は水平に限るものではない。連通部19a,19bにおいて重力方向の落下又は持ち上げがあってもよい。
また、図18に示すように、第1攪拌スクリュー14の搬送経路14Aに制動部44を設けないものであってもよい。
以上の実施形態では、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15が回転軸14a,15aを連通部19a側の軸方向の手前から見て時計回りに回転する、換言すれば、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15が、回転軸15aを連通部19b側の軸方向の手前から見て反時計回りに回転する構成を説明してきたが、これのみに限定されるものではなく、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15が回転軸14a,15aの軸方向の手前から見てそれぞれ同方向に回転する構成であればよい。すなわち、図20に示すように、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15は、回転軸14a,15aを連通部19a側の軸方向の手前から見て反時計回りに回転する、換言すれば、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15は、回転軸15aを連通部19b側の軸方向の手前から見て時計回りに回転するものであってもよい。その場合、第1攪拌スクリュー14の搬送経路14Aの連通部19a側には、第1攪拌スクリュー14の上方のハウジング11上面に、現像剤補給口(トナー供給用開口部)28を設けるようにする。第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15の回転方向が、回転軸14a,15aを連通部19a側の軸方向の手前から見てそれぞれ反時計まわりである場合であり、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15のうち、左側の第1攪拌スクリュー14の上方に、トナー供給用開口部28が設けられるようにする。換言すれば、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15の回転方向が、回転軸14a,15aを連通部19b側の軸方向の手前から見てそれぞれ時計まわりである場合であり、第1攪拌スクリュー14及び第2攪拌スクリュー15のうち、右側の第1攪拌スクリュー14の上方に、トナー供給用開口部28が設けられるようにする。
1 画像形成ユニット
7 感光体ドラム
8 帯電装置
9 現像装置
11 ハウジング
12 現像ローラ(現像剤担持体)
13 搬送スクリュー(搬送部材)
13A 搬送経路
13a 回転軸
13b 羽根
14 第1攪拌スクリュー(第1攪拌部材)
14A 搬送経路
14a 回転軸
14b 羽根
14c リブ
14d 逆巻き部
14e 逆巻き羽根
14f 順巻き羽根
15 第2攪拌スクリュー(第2攪拌部材)
15A 搬送経路
15a 回転軸
15b羽根
15c リブ
15d 逆巻き部
15e 逆巻き羽根
16 仕切り壁
17 現像剤供給回収部
18 現像剤攪拌部
19a,19b 連通部
20 頂部
21 磁石ローラ
22 スリーブローラ
23 最外側部
24 ガイド
26 裾野部
27 内底面
28 現像剤補給口(トナー供給用開口部)
29 ホッパ
31 トナー濃度センサ
42 規制部材
44 制動部
45 排出部
46 円盤
47 現像剤排出口
48 隙間
49 面

Claims (8)

  1. 互いに連通したトナーとキャリアの2成分からなる現像剤の循環搬送路を形成する現像剤供給回収部及び現像剤攪拌部が両端部に連通部を有する仕切り壁を介して隣接して設けられたハウジングと、
    前記現像剤供給回収部の前記現像剤攪拌部とは反対側に設けられ、感光体に対してトナーを付着して前記感光体上の静電潜像を現像する現像剤担持体と、
    前記現像剤供給回収部に前記現像剤担持体の回転軸方向に沿って延びるように配設され、前記現像剤を前記現像剤担持体へ供給するとともに長手方向に搬送し、前記連通部を通して前記現像剤攪拌部に送る搬送部材と、
    前記現像剤攪拌部に前記仕切り壁に隣接して前記搬送部材の回転軸方向に沿って延びるように配設され、前記現像剤を攪拌しつつ、前記搬送部材による搬送方向と逆方向に搬送し、前記連通部を通して前記現像剤供給回収部に送る第1攪拌部材と、
    前記現像剤攪拌部に前記第1攪拌部材に隣接して前記第1攪拌部材の回転軸方向に沿って延びるように配設され、前記現像剤を攪拌しつつ、前記第1攪拌部材による搬送方向と同方向に搬送し、前記連通部を通して前記現像剤供給回収部に送る第2攪拌部材と、
    前記第1攪拌部材と前記第2攪拌部材の間に位置する前記ハウジングの内底面に、前記第1攪拌部材及び前記第2攪拌部材の回転軸方向の一側から他側にわたって配設された突起状のガイドとを備え、
    前記ガイドの前記回転軸の軸方向と直交する断面形状は、裾野部が末広がりの山状であり、前記第1攪拌部材及び前記第2攪拌部材それぞれの最外側部と前記ハウジングの内底面及び前記ガイドとの隙間が1.5mm以上3mm以内となるように配設され、
    前記第1攪拌部材及び前記第2攪拌部材は、前記回転軸を軸方向の手前から見てそれぞれが同方向に回転し、
    前記第2攪拌部材の現像剤搬送方向の前記ハウジングの前記現像剤攪拌部より下流側に現像剤の排出を抑制する制動部を設け、前記制動部の下流側に排出部を設け、前記排出部に前記制動部を越えてきた現像剤を排出する現像剤排出口を設けたことを特徴とする現像装置。
  2. 前記第2攪拌部材の現像剤搬送方向下流の前記連通部と前記連通部より上流側を含む範囲に逆巻き部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
  3. 前記第1攪拌部材の回転軸から径方向に突出するリブを設けた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。
  4. 前記第2攪拌部材の回転軸から径方向に突出するリブを設けたことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の現像装置。
  5. 前記第1攪拌部材の回転軸から径方向に突出するリブを設け、かつ、前記第2攪拌部材の回転軸から径方向に突出するリブを設け、前記第1攪拌部材及び前記第2攪拌部材が同じ回転数で回転する場合、前記第1攪拌部材及び前記第2攪拌部材それぞれの前記リブが、前記第1攪拌部材及び前記第2攪拌部材それぞれの回転軸の軸心同士を結ぶ面上にあるときに、前記面に直交する面に対して互いに対称にならないように前記リブを配置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。
  6. 前記第1攪拌部材及び前記第2攪拌部材の回転方向が、前記回転軸を軸方向の手前から見てそれぞれ時計まわりである場合には、前記第1攪拌部材及び前記第2攪拌部材のうち、右側の攪拌部材の上方に、前記回転軸を軸方向の手前から見てそれぞれ反時計まわりである場合には、左側の攪拌部材の上方に、トナー供給用開口部を設けた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。
  7. 前記第2攪拌部材の前記制動部に現像剤搬送方向と直交する向きの円盤が設けられ、かつ、前記円盤の現像剤搬送方向上流側に逆巻き部が設けられてい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。
  8. 請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載する現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
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