JP2012032617A - Mixing and agitating structure, developing device, process cartridge and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、混合攪拌構造、現像装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置に関する。 The present invention relates to a mixing and stirring structure, a developing device, a process cartridge, and an image forming apparatus.
電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像装置内の現像剤(以下、トナーと呼ぶ場合がある)は、攪拌搬送させることで現像装置の局所に溜まることなく循環させる必要がある。局所にトナーが溜まれば、現像装置内のトナーの劣化具合が不均一になる。また、現像装置内のトナーの粒径差等が原因で地汚れ等の品質低下に繋がる。特にトナー追加補給方式を採用する現像装置では、劣化具合の異なるトナーが追加補給されるため補給されたトナーと現像装置に残っているトナーが混合されずに凝集し、局所に溜まり易くなる。そこで、トナーが溜まり易い場所にアジテータやパドル等の混合攪拌部材を設け混合攪拌する技術が考えられ既に知られている。 The developer (hereinafter also referred to as toner) in the developing device used in the electrophotographic image forming apparatus needs to be circulated without being collected locally in the developing device by being stirred and conveyed. If toner accumulates locally, the degree of toner deterioration in the developing device becomes uneven. In addition, quality difference such as background contamination is caused by a difference in toner particle size in the developing device. In particular, in a developing device that employs an additional toner replenishing method, toners having different deterioration levels are additionally replenished, so that the replenished toner and the toner remaining in the developing device are aggregated without being mixed and easily accumulated locally. In view of this, a technique for mixing and stirring by providing a mixing and stirring member such as an agitator or a paddle in a place where toner easily collects has been already known.
図19はパドルを用いた現像装置を示し、図20はアジテータを用いた現像装置を示している。これらの現像装置は、現像剤が収容される現像ハウジング60に、現像剤を担持して像担持体に現像を行う現像剤担持体としての現像ローラ61と、現像ローラ61に現像剤を供給するための供給ローラ64等が組み付けられたものである。現像ローラ61に供給された現像剤層の厚みを規制する規制ブレード65aを有する規制部材65を備える。そして、図19に示す現像装置では、現像ハウジング60に混合攪拌部材としてのパドル66が収容され、図20の現像装置では、現像ハウジング60に混合攪拌部材としてのアジテータ67が収容されている。なお、現像ローラ61と供給ローラ64と混合攪拌部材とはそれぞれ矢印の方向に回転する。
FIG. 19 shows a developing device using a paddle, and FIG. 20 shows a developing device using an agitator. These developing devices supply a developing
パドル66を混合攪拌部材として用いれば、トナーのほぐし効果を得ることができるが、トナーを搬送する効果が得られない。このため、トナーは、図19に示す2点鎖線で示す範囲(トナーがほぐされる範囲)のみほぐされ続ける。このように、同じ範囲(領域)でほぐされ続けると、パドル66の回転領域外(現像剤がほぐされる範囲外)でトナーが凝集し溜まるおそれがある。
If the
アジテータ67を混合攪拌部材として用いれば、トナーを搬送する効果が得られるが、このアジテータ67の軸心67a近傍の現像剤が移動しにくく、図20に示す2点鎖線で示す範囲である軸心部にトナーが堆積するという問題がある。
If the
このため、従来には、トナーの凝集を防止するように構成したものがある(特許文献1)。この場合、攪拌機構が、供給ローラと対面する位置に配置される平板状の攪拌部材と、攪拌部材の平板面を、供給ローラと接触する位置と、供給ローラに対して所定間隔で離間する位置との間へ往復動させる往復動機構とを備えたものである。なお、往復動機構は、偏芯カムおよび付勢バネ等で構成される。 For this reason, there has conventionally been a structure configured to prevent toner aggregation (Patent Document 1). In this case, the stirring mechanism is a flat stirring member disposed at a position facing the supply roller, a position where the flat plate surface of the stirring member is in contact with the supply roller, and a position where the stirring mechanism is separated from the supply roller at a predetermined interval. And a reciprocating mechanism for reciprocating between them. The reciprocating mechanism is composed of an eccentric cam and an urging spring.
前記特許文献1に記載のものでは、攪拌部材近傍でのトナーの凝集が防止されるが、攪拌部材の往復動範囲外においてはトナーが凝集し溜まるという問題点が解決されていない。しかも、往復動機構は、偏芯カムおよび付勢バネ等で構成されるため、構成の複雑化を招くことになる。また、トナーが充填された状態で攪拌部材が往復動機構を介して動作(往復動)すると、トナーがこの往復動機構内に侵入して動きを妨げるおそれがある。 Although the toner described in Patent Document 1 prevents toner aggregation near the stirring member, the problem of toner aggregation and accumulation outside the reciprocating range of the stirring member has not been solved. In addition, since the reciprocating mechanism is composed of an eccentric cam and an urging spring, the configuration is complicated. Further, if the stirring member operates (reciprocates) through the reciprocating mechanism in a state where the toner is filled, the toner may enter the reciprocating mechanism and hinder the movement.
本発明は、斯かる事情に鑑み、局所的な粉体(現像剤等)の凝集を防止できる混合攪拌構造、現像装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置を提供しようとするものである。 In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a mixing and stirring structure, a developing device, a process cartridge, and an image forming apparatus capable of preventing local aggregation of powder (developer etc.).
本発明の混合攪拌構造は、回転軸心と所定間隔をもって平行に配設されて回転軸心を中心に回転する攪拌部と、この攪拌部に沿って配設されて攪拌部とともに回転して粉体を攪拌搬送する羽根部とを備え、この羽根部に粉体を外径方向へ押し出す機能を具備する外径側平坦面部を設けたものである。 The mixing and stirring structure according to the present invention includes a stirring unit that is arranged in parallel with the rotation axis at a predetermined interval and rotates around the rotation axis, and is arranged along the stirring unit and rotates together with the stirring unit. A blade portion that stirs and conveys the body, and the blade portion is provided with an outer diameter side flat surface portion that has a function of extruding powder in the outer diameter direction.
本発明の混合攪拌構造によれば、攪拌部が回転軸心と所定間隔をもって平行に配設されているので、回転軸付近の粉体が移動し易くなり回転軸付近の粉体溜りを防止できる。しかも、羽根部にて粉体を搬送することができる。また、粉体は攪拌部によってほぐされる。そして、外径側平坦面部に衝突した粉体は外径側平坦面部によって跳ね返される。そのとき、粉体の入射角と反射角は等しくなる。したがって、粉体は攪拌部の回転半径外側(外径側)へ押し出される。その結果、この混合攪拌構造の回転に伴い、回転領域の外側へ押し出され、混合攪拌構造の回転領域外より大きな領域にトナーの循環領域が形成される。 According to the mixing and agitating structure of the present invention, since the agitating part is arranged in parallel with the rotation axis at a predetermined interval, the powder near the rotation axis can easily move and the accumulation of powder near the rotation axis can be prevented. . In addition, the powder can be conveyed by the blade portion. Further, the powder is loosened by the stirring unit. And the powder which collided with the outer diameter side flat surface part is rebounded by the outer diameter side flat surface part. At that time, the incident angle and the reflection angle of the powder are equal. Therefore, the powder is pushed out to the outer side (outer diameter side) of the rotating radius of the stirring unit. As a result, with the rotation of the mixing and stirring structure, the toner is pushed out of the rotation area, and a toner circulation area is formed in a larger area than the rotation area of the mixing and stirring structure.
攪拌部と羽根部とが一体成形品であってもよい。一体成形品とすることによって、強度的に優れたものとなる。また、羽根部が可撓性を有するものであってもよい。このように、羽根部が可撓性を有するものであれば、この羽根部をこの羽根部近傍の壁面等に摺接させることが可能となり、摺接する壁面等の粉体を掻き落とすことができる。 The stirring part and the blade part may be an integrally molded product. By making it an integrally molded product, it becomes excellent in strength. Further, the blade portion may be flexible. As described above, if the blade portion is flexible, the blade portion can be brought into sliding contact with a wall surface or the like in the vicinity of the blade portion, and powder such as a wall surface in sliding contact can be scraped off. .
外径側平坦面部の攪拌部側端縁の回転軌跡の接線方向と外径側平坦面部とが成す角度をθとしたときに、−45°<θ<+90°とすることができる。外径側平坦面部の角度をこの範囲に設定することによって、粉体の外径方向への押し出しを安定して行うことが可能となる。 When the angle formed between the tangential direction of the rotation locus of the stirring portion side edge of the outer diameter side flat surface portion and the outer diameter side flat surface portion is θ, −45 ° <θ <+ 90 ° can be satisfied. By setting the angle of the outer diameter side flat surface portion within this range, it becomes possible to stably extrude the powder in the outer diameter direction.
外径側平坦面部は、攪拌部側端縁を除く部位がこの攪拌部側端縁の回転軌跡よりも外径側に位置するのが好ましい。このように設定することによって、粉体の循環領域を安定して大きくすることができる。 It is preferable that the outer diameter side flat surface portion is located on the outer diameter side with respect to the rotation locus of the stirring portion side edge except for the stirring portion side edge. By setting in this way, the powder circulation region can be stably increased.
攪拌部側端縁の回転軌跡の接線方向に対する角度が相違する複数の外径側平坦面部を回転軸心に沿って配設することができる。このように設定することによって、外径方向への押し出し効果が相違する外径側平坦面部を配設することができる。このため、粉体が溜り易い部位(例えば、壁側)に押し出し効果が大である外径側平坦面部を配設するようにすることによって、粉体の凝集をより効果的に防止できる。 A plurality of outer diameter side flat surface portions having different angles with respect to the tangential direction of the rotation locus of the stirring portion side edge can be arranged along the rotation axis. By setting in this way, it is possible to dispose an outer diameter side flat surface portion having a different pushing effect in the outer diameter direction. For this reason, aggregation of powder can be more effectively prevented by disposing an outer diameter side flat surface portion having a large extrusion effect at a portion where the powder tends to accumulate (for example, the wall side).
回転軸心と直交する方向である幅寸法が相違する外径側平坦面部を回転軸心に沿って配設したりすることができる。幅寸法が大きければ、粉体との接触面積が大となり、外径方向への押し出し効果が大となる。 An outer-diameter flat surface portion having a different width dimension in a direction orthogonal to the rotation axis can be disposed along the rotation axis. If the width dimension is large, the contact area with the powder becomes large, and the extrusion effect in the outer diameter direction becomes large.
本発明の現像装置は、現像剤担持体と、現像剤担持体に現像剤を供給するための現像剤供給部材と、現像剤を攪拌しつつその現像剤を現像剤供給部材へ搬送する搬送部材と、現像剤担持体に供給された現像剤層の厚みを規制する規制部材を備えた現像装置であって、前記搬送部材を前記現像剤供給部材の上方近傍に配置するとともに、この搬送部材に前記混合攪拌構造体を用いたものである。 The developing device of the present invention includes a developer carrying member, a developer supplying member for supplying the developer to the developer carrying member, and a conveying member that conveys the developer to the developer supplying member while stirring the developer. And a developing device comprising a regulating member that regulates the thickness of the developer layer supplied to the developer carrying member, wherein the conveying member is disposed near the upper side of the developer supplying member, and the conveying member The mixed stirring structure is used.
本発明の現像装置によれば、粉体である現像剤の循環領域を大きくすることができる。 According to the developing device of the present invention, it is possible to enlarge the circulation region of the developer that is powder.
また、外径側平坦面部の反攪拌部側の端縁と、現像剤供給部材との間の寸法を4mm以下とするのが好ましい。このように設定することによって、現像剤供給部材による現像剤を送る効果と、羽根部による現像剤を送る効果との相乗効果によって、より大きな循環領域を得ることができる。 Moreover, it is preferable that the dimension between the edge of the outer diameter side flat surface portion on the side opposite to the stirring portion and the developer supply member is 4 mm or less. By setting in this way, a larger circulation region can be obtained by the synergistic effect of the effect of feeding the developer by the developer supply member and the effect of feeding the developer by the blade portion.
外径側平坦面部の反攪拌部側の端縁と、規制部材との間の寸法を2mm以下とするのが好ましい。このように設定することによって、外径側平坦面部の反攪拌部側の端縁と規制部材との間に現像剤が溜まるのを防止できる。 It is preferable that the dimension between the edge on the side opposite to the stirring portion of the outer diameter side flat surface portion and the regulating member is 2 mm or less. By setting in this way, it is possible to prevent the developer from being accumulated between the edge on the side opposite to the agitating portion of the outer diameter side flat surface portion and the regulating member.
外径側平坦面部による現像剤の押し出される方向と、現像剤供給部材によって形成される現像剤循環方向とがほぼ一致することも可能である。このように設定することによって、現像剤の循環が促進される。 It is possible that the direction in which the developer is pushed out by the outer diameter side flat surface portion and the developer circulation direction formed by the developer supply member substantially coincide with each other. By setting in this way, the circulation of the developer is promoted.
本発明のプロセスカートリッジは、画像形成装置本体に着脱可能に装着されるプロセスカートリッジであって、少なくとも、前記現像装置と、静電潜像が形成される像担持体とが一体に構成されたものである。 The process cartridge of the present invention is a process cartridge that is detachably attached to the main body of the image forming apparatus, and at least the developing device and an image carrier on which an electrostatic latent image is formed are integrated. It is.
本発明のプロセスカートリッジによれば、大きな循環領域を得ることができる現像装置を備えたものであり、しかも、画像形成装置本体に着脱可能に装着される。 According to the process cartridge of the present invention, the developing device capable of obtaining a large circulation area is provided, and is detachably attached to the main body of the image forming apparatus.
本発明の画像形成装置は、前記プロセスカートリッジを用いたものである。この画像形成装置によれば、現像装置が大きな循環領域を得ることができるものである。 The image forming apparatus of the present invention uses the process cartridge. According to this image forming apparatus, the developing device can obtain a large circulation area.
本発明の混合攪拌構造では、粉体の循環領域を大きくすることができ、局所的な粉体の凝集を防止できて、粉体攪拌および粉体搬送を安定して行うことがきる。 With the mixing and stirring structure of the present invention, the powder circulation region can be increased, local agglomeration of powder can be prevented, and powder stirring and powder conveyance can be performed stably.
攪拌部と羽根部とが一体成形品であれば、強度的に優れたものとなって、長期にわたって安定して攪拌・搬送機能を発揮することができる。羽根部が可撓性を有するものであれば、壁面等の粉体を掻き落とすことができて、粉体がこの壁面の近傍等において粉体が溜まるのを有効に防止できる。 If the stirring part and the blade part are integrally formed products, they are excellent in strength and can stably exhibit the stirring / conveying function over a long period of time. If the blade portion is flexible, powder such as a wall surface can be scraped off, and the powder can be effectively prevented from accumulating near the wall surface.
外径側平坦面部の角度を、−45°<θ<+90°とすることによって、粉体の外径方向への押し出しが安定し、局所的な粉体の凝集を一層防止できる。 By setting the angle of the outer diameter side flat surface portion to −45 ° <θ <+ 90 °, extrusion of the powder in the outer diameter direction is stabilized, and local aggregation of the powder can be further prevented.
攪拌部側端縁を除く部位が攪拌部側端縁の回転軌跡よりも外径側に位置するものでは、粉体の循環領域を安定して大きくすることができて、局所的な粉体の凝集を安定して防止できる。 If the part excluding the stirrer side edge is located on the outer diameter side of the rotation trajectory of the stirrer side edge, the powder circulation region can be stably increased, and the local powder Aggregation can be stably prevented.
角度が相違する外径側平坦面部を配置したり、幅寸法が相違する外径側平坦面部を配置したりすることによって、粉体が溜り易い部位と溜りにくい部位とにそれぞれ対応して配置することができる。このため、効率よい攪拌・搬送機能を発揮させることができ、局所的な粉体の凝集を効率よく防止できる。 By arranging the outer diameter side flat surface part having different angles or by arranging the outer diameter side flat surface part having different width dimensions, the powder is arranged corresponding to the part where the powder tends to accumulate and the part where the powder is difficult to accumulate. be able to. For this reason, an efficient stirring / conveying function can be exhibited, and local aggregation of the powder can be efficiently prevented.
本発明の現像装置では、局所的な現像剤の凝集を防止でき、高品質な画像形成が可能となる。外径側平坦面部の反攪拌部側の端縁と、現像剤供給部材との間の寸法を4mm以下としたり、外径側平坦面部の反攪拌部側の端縁と、規制部材との間の寸法を2mm以下としたりすることによって、現像剤が溜まるのを防止でき、画像形成が安定する。 In the developing device of the present invention, local aggregation of the developer can be prevented, and high-quality image formation is possible. The dimension between the edge on the side opposite to the agitating portion of the outer diameter side flat surface portion and the developer supply member should be 4 mm or less, or between the edge on the side opposite to the agitating portion of the outer diameter side flat surface portion and the regulating member By making the size of 2 mm or less, it is possible to prevent the developer from being accumulated, and image formation is stabilized.
外径側平坦面部による現像剤押し出される方向と、現像剤供給部材によって形成される現像剤循環方向とを同一方向とすることによって、現像剤の溜まる防止効果を高めることができる。 By making the direction in which the developer is pushed out by the flat surface portion on the outer diameter side and the developer circulation direction formed by the developer supply member the same direction, the effect of preventing the developer from being accumulated can be enhanced.
本発明のプロセスカートリッジや画像形成装置では、現像装置において、大きな循環領域を得ることができ、高品質の画像形成が可能である。 In the process cartridge and the image forming apparatus of the present invention, a large circulation area can be obtained in the developing device, and high-quality image formation is possible.
以下、図に示す実施例による本発明を実施するための形態を説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention according to embodiments shown in the drawings will be described.
図2は、本発明に係る画像形成装置の実施の一形態を示す概略構成図である。図2に示す本発明の画像形成装置は、4つのプロセスユニット1Y,1C,1M,1BKを備えている。各プロセスユニット1Y,1C,1M,1BKは、画像形成装置本体100に対して着脱可能に構成してある。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. The image forming apparatus of the present invention shown in FIG. 2 includes four
各プロセスユニット1Y,1C,1M,1BKは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの異なる色のトナーを収容している以外は同様の構成となっている。そこで、1つのプロセスユニット1Yを例にその構成を説明する。
The
プロセスユニット1Yは、像担持体としての感光体2と、感光体2の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ3と、感光体2の表面にトナー像を形成する現像手段としての現像装置4と、感光体2の表面をクリーニングするクリーニング手段としての感光体クリーニングブレード5を備えている。
The process unit 1Y includes a
各プロセスユニット1Y,1C,1M,1BKの上方には、感光体2の表面を露光する露光手段としての露光装置7が配設されている。また、各プロセスユニット1Y,1C,1M,1BKの下方には、中間転写ユニット6が配設されている。中間転写ユニット6は、無端状のベルトから構成される中間転写ベルト10を有する。中間転写ベルト10は、駆動ローラ8及び従動ローラ9に張架され、図の矢印の方向に周回走行可能に構成されている。
Above each of the
中間転写ベルト10の内周面には、一次転写手段としての4つの一次転写ローラ11Y,11C,11M,11BKが配設されている。各一次転写ローラ11Y,11C,11M,11BKは、それぞれ感光体2に対向した位置で中間転写ベルト10の内周面に圧接しており、この圧接により、各感光体2は中間転写ベルト10の外周面に圧接して一次転写ニップを形成している。
On the inner peripheral surface of the
中間転写ベルト10を張架する駆動ローラ8に対向した位置に、二次転写手段としての二次転写ローラ12が配設されている。この二次転写ローラ12は、中間転写ベルト10の外周面に圧接しており、その圧接部において二次転写ニップを形成している。
A
中間転写ユニット6は、中間転写ベルト10の表面をクリーニングするためのベルトクリーニング装置21を備える。また、中間転写ユニット6の下方には、廃トナーを収容するための廃トナー収容器22が配設されている。廃トナー収容器22の入口部にはベルトクリーニング装置21から伸びた図示しない廃トナー移送ホースが接続されている。
The
画像形成装置本体100の下部には、紙やOHPシート等の記録媒体Pを収容した記録媒体収容部13が配設されている。記録媒体収容部13には、記録媒体Pを搬出する供給ローラ14等が設けてある。
Under the image forming apparatus
画像形成装置本体100内には、記録媒体Pを記録媒体収容部13から上方へ案内するための搬送路R1が配設されている。駆動ローラ8と二次転写ローラ12によって形成された二次転写ニップよりも、搬送路R1の搬送方向上流側(図の下方)に、一対のレジストローラ15a,15bが配設されている。また、二次転写ニップよりも、搬送路R1の搬送方向下流側(図の上方)に、定着装置16が配設されている。定着装置16は、加熱ローラ17と加圧ローラ18を有する。加熱ローラ17と加圧ローラ18は互いに圧接しており、その圧接部において定着ニップを形成している。
In the image forming apparatus
搬送路R1の搬送方向下流端部には、一対の排出ローラ19a,19bが配設されている。また、記録媒体Pを積載するためのストック部20が、画像形成装置本体100の上面を内方へ凹ませて形成されている。
A pair of
以下、図2を参照して上記画像形成装置の基本的動作について説明する。
プロセスユニット1Yにおいて、感光体2を図の矢印の方向に回転させ、その感光体2の表面を帯電ローラ3によって均一な高電位に帯電させる。次いで、画像データに基づいて露光装置7から感光体2の表面にレーザビームが照射され、照射された部分の電位が低下して静電潜像が形成される。この感光体2の表面に形成された静電潜像の部分に、現像装置4によって帯電させたトナーを静電的に転移させ、イエローのトナー画像を形成(可視画像化)する。
The basic operation of the image forming apparatus will be described below with reference to FIG.
In the process unit 1Y, the
一次転写ローラ11Yに、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、一次転写ローラ11Yと感光体2との間の一次転写ニップにおいて転写電界を形成する。そして、一次転写ニップにおいて、回転する感光体2上のトナー画像を、図の矢印方向に走行する中間転写ベルト10に一次転写する。
The
その他の各プロセスユニット1C,1M,1BKにおいても、同様にして感光体2上にトナー画像を形成し、4色のトナー画像を互いに重なり合うように中間転写ベルト10に一次転写する。
In each of the
また、一次転写行程を経た後の感光体2の表面を、感光体クリーニングブレード5によってクリーニングし、残留トナーを除去する。さらに、感光体2の表面に残る残留電荷を図示しない除電ランプによって除電する。
Further, the surface of the
一方、記録媒体収容部13に収容されている記録媒体Pを、供給ローラ14を回転させて搬送路R1へ送り出す。送り出された記録媒体Pは、レジストローラ15a,15bによって一旦停止される。
On the other hand, the recording medium P stored in the recording
また、二次転写ローラ12にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加して二次転写ニップに転写電界を形成する。あるいは、二次転写ローラ12に対向する駆動ローラ8にトナーの帯電極性と同極性の電圧を印加して、同様の転写電界を形成してもよい。その後、レジストローラ15a,15bの駆動を再開し、中間転写ベルト10上のトナー画像とタイミング(同期)をとって記録媒体Pを二次転写ニップへ送る。そして、二次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト10上のトナー画像を記録媒体P上に一括して二次転写する。また、二次転写後、中間転写ベルト10の表面に残留するトナーは、ベルトクリーニング装置21によって除去され、除去されたトナーは廃トナー収容器22へ回収される。
Further, a voltage having a polarity opposite to the charging polarity of the toner is applied to the
トナー画像を転写された記録媒体Pは、定着装置16へと搬送される。定着装置16に送り込まれた記録媒体Pは、加熱ローラ17と加圧ローラ18間に挟まれて加熱・加圧され、トナー画像が記録媒体P上に定着される。その後、記録媒体Pは排出ローラ19a,19bによってストック部20に排出される。
The recording medium P to which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing
ところで、プロセスカートリッジは、図1に示すように、感光体(感光ドラム)2と、現像装置(現像手段)4等を一体ユニット化したものである。現像装置4は、現像ハウジング30に、現像剤担持体としての現像ローラ31と、現像ローラ31に現像剤を供給するための現像剤供給部材としての供給ローラ34と、現像剤を攪拌しつつその現像剤を供給ローラ34へ搬送する混合攪拌構造(混合攪拌部材)33等を組み付けたものである。また、現像ローラ31に供給された現像剤層の厚みを規制する規制部材35を備える。そして、この現像ハウジング30の上部にトナー容器(図示省略)が着脱可能に配置され、このトナー容器から現像剤であるトナーが現像ハウジング30に補給される。
Incidentally, as shown in FIG. 1, the process cartridge is a unit in which a photosensitive member (photosensitive drum) 2 and a developing device (developing means) 4 are integrated. The developing
供給ローラ34は金属製の芯金の外周にカーボンを混合させることで半導電化させた発泡ポリウレタンを付着させたスポンジローラ等で構成される。本発明の実施例では芯金としてその径を6mm程度とし、スポンジ部の外径を12mm程度としている。また、現像ローラ31との間のニップを2mm、回転数比を1に設定している。現像ローラ31は、金属製の芯金を有し、外周は体積抵抗値を約105〜107Ω程度に調整した導電性ゴム(例えば導電性ウレタンゴムやシリコーンゴムを使用することが可能)で構成されている。本発明の実施例では、ゴム硬度Hs75、芯金径を6mm、ゴム外径を12mmのものを使用した。規制部材35は、例えば板厚が0.1mm程度のSUSなどの金属板からなる規制ブレード35aを有し、この規制ブレード35aを現像ローラ31に当接させることで、現像ローラ31上のトナー量を調整する構成となっている。
The
なお、現像ローラ31上のトナー量の制御は、現像特性を安定させる上できわめて重要であり、通常の製品においても現像ローラ31に対するブレード35aの当接圧(通常線圧20〜60N/m)、当接ニップ位置(通常ブレード先端から0.5±0.5mm程度)などが厳しく管理されるべき項目であるが、使用するトナー55、現像ローラ31、供給ローラ34などの特性に合わせて適宜決定される。
Note that control of the amount of toner on the developing
本発明の実施例では板厚が0.1mmのSUS材で現像ブレード35aを構成し、線圧45N、ニップ位置を先端から0.2mm、現像ブレードの支持端部から自由端までの長さ(自由長)を14mmに設定することで、現像ローラ31上に安定したトナー層を形成させてある。
In the embodiment of the present invention, the developing
混合攪拌構造33は、図3に示すように、回転軸心Lと所定間隔をもって平行に配設されて回転軸心Lを中心に回転する攪拌部40と、この攪拌部40に沿って配設されて攪拌部40とともに回転して粉体(トナー)を攪拌搬送する羽根部41とを備える。
As shown in FIG. 3, the mixing and stirring
すなわち、混合攪拌構造33は、軸方向両端部に配設される短軸状の端部軸部43,43と、この端部軸部43にクランク部44を介して連設される軸状の前記攪拌部40とを備え、図4に示すように、攪拌部40にクランク部44の軸心と直交するように平板状の羽根部41が連設される。
That is, the mixing and stirring
なお、この実施例では、図4に示すように、羽根部41の肉厚tを、0.5mm程度とし、外径側平坦面部50の自由端(反攪拌部側端縁)46から固定端(攪拌部側端縁)45までの寸法Xを3mm程度としている。また、回転軸心Lから攪拌部40の軸心までの寸法を4.2mm程度としている。そして、攪拌部40の外径面には切欠部が設けられ、この切欠部に羽根部41の一方の長辺側が嵌合される。この際、例えば、両面テープを介して攪拌部40に羽根部41が一体的に接着される。
In this embodiment, as shown in FIG. 4, the thickness t of the
このように構成された混合攪拌構造33において、端部軸部43,43を中心として回転駆動すれば、攪拌部40が回転軸心Lと所定間隔をもって平行に配設されているので、回転軸付近のトナーが移動し易くなり回転軸付近のトナー溜りを防止できる。しかも、羽根部41にてトナーを搬送することができる。また、トナーは攪拌部40によってほぐされる。攪拌部40の回転軌跡Cと羽根部41の自由端46の軌跡Dの間に存在するトナー55は、図4に示されるように、羽根部41の外径側平坦面部50に衝突し跳ね返る。そのとき、トナー55の入射角θ1と反射角θ2は等しくなる。したがって、トナー55は攪拌部40の回転半径外側(白抜き矢印G方向)へ押し出される。その結果、この混合攪拌構造の回転に伴い、回転領域の外側へ押し出され、混合攪拌構造の回転領域外より大きな領域にトナーの循環領域が形成される。このように、混合攪拌構造33が回転駆動することによって、混合攪拌構造33の回転領域外より大きな領域にトナーの循環領域が形成されトナー溜まり(凝集)の発生を防止する効果が得られる。
In the mixing and stirring
前記実施例では、羽根部41の外径側平坦面部50は、羽根部41の攪拌部側の端縁の回転軌跡の接線S(図6参照)と平行に配設されていたが、この図6に示すように、接線Sに対して外径側平坦面部50が所定角度をなすようにしてもよい。この角度をθとすれば、−45°<θ<+90°とすることができる。
In the embodiment, the outer diameter side
また、図7に示すように、羽根部41の外径側平坦面部50が曲率半径Rである凹曲面であってもよい。このように凹曲面とすることで、回転領域の外側(外径側)への押し出し効果を高めることができる。
As shown in FIG. 7, the outer diameter side
ところで、供給ローラ34の回転方向に対して、図2に示すように、混合攪拌構造33を逆方向に回転することで、両者の間にあるトナーは混合攪拌構造33の回転による押し出し効果により、混合攪拌部材の回転する範囲より外側のトナーに対してトナーの移動がなされる。この時、混合攪拌部材の形状や回転数に依っても異なるが、回転範囲0〜2mmまで移動の効果があることが確認された。
By the way, as shown in FIG. 2 with respect to the rotation direction of the
この実施例では、図1に示すように、混合攪拌構造33は供給ローラ34の近傍(上側)に位置している。供給ローラ34は一般にその表面の材質はスポンジであり凹凸を持っている。そのため、供給ローラ34は表面の凹凸部分にトナーを取り込みながら回転するので、供給ローラ表面近くのトナーも同時に運ばれて対流が発生する。この時、供給ローラ34の材質や回転速度およびトナーに依っても異なるが、一般に供給ローラ34の表面0〜2mmまでがトナーが動く範囲である。したがって、この2つを組み合わせれば、混合攪拌構造33の羽根部41の自由端46と供給ローラ表面との最接近距離をL1(図8参照)とするとL1≦4mmとする位置で、供給ローラ34によってトナーを送る効果と本発明の混合攪拌部材によってトナーを送る効果の相乗効果により、より大きなトナーの循環領域が形成される。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, the mixing and stirring
また、混合攪拌構造33と規制ブレード35aとの位置関係については、規制ブレード先端35bと混合攪拌構造33の羽根部41の自由端46との最接近距離をL2(図9参照)とすると、L2≦2mmが好ましい。現像ローラ31上のトナーが規制ブレード35aによって現像ローラ31上で薄層にならず、削り落とされたトナーが規制ブレード先端35bで溜まり易くなるため、規制ブレード先端35bと混合攪拌構造33の羽根部41の自由端46との最接近距離を2mm以内とすることで、図10に示すように、規制ブレード先端35bでトナーが溜まる(凝集)することを防止することができる。
Further, regarding the positional relationship between the mixing and stirring
羽根部41の材質は、可撓性の材質であることが望ましい。図11のように羽根部41を可撓性の材質にすることで、羽根部41を現像装置4の壁30aに押し当てることが可能になり、トナーの溜まり易い壁付近のトナーを掻き取るという効果が得られる。羽根部41の材質を肉厚が0.5mmのPETシートを可撓性の材料として用いることができる。なお、この場合、掻き取り性を考慮して、混合攪拌構造33の回転方向が図11に示すように、前記各実施例とは相違する方向とされる。
The material of the
前記各実施例では、混合攪拌構造33は現像ハウジング30に1個であったが、図12に示すように、複数個(図例では2個)であってもよい。このように、混合攪拌部材12を複数設置した現像器において、それぞれの混合攪拌部材によって得られるトナーの送る効果の相乗効果によって、矢印Tのトナー循環がそれぞれの混合攪拌部材により促進される。その結果、トナーの溜まり(凝集)を防ぐ効果を高めることができる。
In each of the embodiments described above, the number of the mixing and stirring
現像装置4内のトナーの循環方向は供給ローラ34の回転方向によって決まる。したがって、本発明の混合攪拌構造33を複数設置した場合、図7に示されるように本発明の混合攪拌構造33によってトナー55が押し出される方向と供給ローラ34によって形成されるトナー55の循環方向(矢印Tの方向)とが下流の混合攪拌構造33でも一致するように本発明の混合攪拌構造33の回転方向を決めた場合、さらにトナー55の循環が促進される。その結果、トナー55の溜まり(凝集)を防ぐ効果を高めることができる。
The toner circulation direction in the developing
図13では、混合攪拌構造33の攪拌部(支持部)40と羽根部41とが一体成形品にて構成されている。このように、一体にすることで部品点数を削減することができ、コストの上昇を抑えることができる。本発明の実施例では、樹脂成型により、回転軸心Lから攪拌部先端40aまでの長さ5mm、羽根部41の厚さtを0.5mm、羽根部41の固定端45から自由端46までの長さXを3mmとしている。
In FIG. 13, the stirring part (support part) 40 and the blade |
次に、図14は攪拌部40と羽根部41とをそれぞれ分割したものである。すなわち、攪拌部40を、一対の端部部位40a,40bと、中間部40cとに分割し、これに対応して、羽根部41を、一対の端部部位41a,41bと、中間部41cとに分割している。すなわち、端部部位41aは端部部位40aに付設され、端部部位41bは端部部位40bに付設され、中間部41cは中間部40cに付設される。
Next, FIG. 14 is a diagram in which the stirring
この場合、端部部位40a,40bと、中間部40cとは、回転軸心Lに関して180度反対側に配置される。このため、端部部位40a,40bと、中間部40cとは、連結部44b、44cにて連結される。このように、分割することで羽根部41にかかる力を分散させ、部材の劣化を緩和させることができる。
In this case, the
図15では、攪拌部側端縁の回転軌跡の接線方向に対する角度が相違する複数の外径側平坦面部50a、50c、50bを回転軸心に沿って配設したものである。すなわち、羽根部41において、外径側平坦面部50a、50bを有する端部部位41d、41eと、外径側平坦面部50cを有する中央部位41fとを有するものである。この場合、図16(a)に示すように、角度θが0°であるアの部位(50c)と、図16(b)に示すように、θが約45°であるイの部位(50a、50b)とを備える。なお、端部部位41dと中央部位41fとの間、中央部位41fと端部部位41eとの間には傾斜部51、51が設けられている。
In FIG. 15, a plurality of outer diameter side
現像装置4の長手方向端部では、壁30aに近づくほどトナーが溜まり易い。そこで、混合攪拌構造33の固定端45の回転軌跡の接線と羽根の面とのなす角度θを長手方向端部に向かうに従い大きくした羽根部41を取り付けることによって、特に羽根端部での回転領域外側へトナーの押し出す効果が高まり、長手方向壁近傍においてもトナーの溜まり(凝集)を防止することができる。
At the end of the developing
次に図17は、回転軸心と直交する方向である幅寸法が相違する外径側平坦面部50d、50f、50eを回転軸心に沿って配設したものである。この場合、羽根部41において、外径側平坦面部50d、50eを有する端部部位41g、41hと、外径側平坦面部50fを有する中央部位41iとを有するものである。中央部の外径側平坦面部50fは角度θが0°であり、端部の外径側平坦面部50d、50eは角度θが約45°である。そして、図18に示すように、中央部の外径側平坦面部50fの幅寸法をL3とし、端部の外径側平坦面部50d、50eの幅寸法をL4とした場合、L3<L4となる。なお、端部部位41gと中央部位41iとの間、中央部位41iと端部部位41hとの間には傾斜部52、52が設けられている。
Next, FIG. 17 shows a configuration in which outer diameter side
このように設定することによって、端部における外径側平坦面部50とトナー55の接触面積が大きくなり、特に羽根端部での回転領域外側へトナー55を送る効果を高めることができ、トナー55の溜まり(凝集)を防止することができる。
By setting in this way, the contact area between the outer diameter side
本発明のプロセスカートリッジによれば、大きな循環領域を得ることができる現像装置4を備えたものであり、しかも、画像形成装置本体100に着脱可能に装着される。
According to the process cartridge of the present invention, the developing
また、本発明の画像形成装置は、前記プロセスカートリッジを用いたものであるので、現像装置が大きな循環領域を得ることができるものである。 Further, since the image forming apparatus of the present invention uses the process cartridge, the developing device can obtain a large circulation area.
このため、本発明のプロセスカートリッジや画像形成装置では、現像装置において、大きな循環領域を得ることができ、高品質の画像形成が可能である。 Therefore, in the process cartridge and the image forming apparatus of the present invention, a large circulation area can be obtained in the developing device, and high-quality image formation is possible.
なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。本発明に係る画像形成装置は、電子写真複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ装置等がある。
回転軸心Lと攪拌部との間の間隔(所定間隔)としては、この混合攪拌構造33が収納される現像ハウジング30の大きさ等に基づいて種々変更できる。なお、実施例では、混合攪拌構造33を画像形成装置の現像装置に用いたものであったが、混合攪拌構造33の用途として、画像形成装置の現像装置に限るものではなく、トナー等の粉体を混合攪拌する各種の装置に用いることができる。
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned Example, Of course, a various change can be added in the range which does not deviate from the summary of this invention. Examples of the image forming apparatus according to the present invention include an electrophotographic copying machine, a laser beam printer, and a facsimile machine.
The interval (predetermined interval) between the rotation axis L and the stirring unit can be variously changed based on the size of the developing
2 像担持体
4 現像装置
31 現像ローラ(現像剤担持体)
33 混合攪拌構造(混合攪拌部材)
34 供給ローラ(現像剤供給部材)
35 規制部材
45 攪拌部側端縁(固定端)
46 反攪拌部側端縁(自由端)
50 外径側平坦面部
100 画像形成装置本体
L 回転軸心
2
33 Mixing and stirring structure (mixing and stirring member)
34 Supply roller (developer supply member)
35 Regulating
46 Anti-stirring section side edge (free end)
50 outer diameter side
Claims (13)
前記搬送部材を前記現像剤供給部材の上方近傍に配置するとともに、この搬送部材に前記請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の混合攪拌構造体を用いたことを特徴とする現像装置。 A developer carrying member, a developer supplying member for supplying the developer to the developer carrying member, a conveying member for stirring the developer and conveying the developer to the developer supplying member, and a developer carrying member. A developing device including a regulating member that regulates the thickness of the supplied developer layer,
The development characterized in that the conveying member is disposed in the vicinity of the upper part of the developer supply member, and the mixing and stirring structure according to any one of claims 1 to 7 is used for the conveying member. apparatus.
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