JP2013120288A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撹拌搬送部の現像剤の滞留を低減し、現像剤が十分に混合・撹拌されるようにする。
【解決手段】撹拌搬送部１１０の回転軸１１１ａには、現像剤を搬送しながら撹拌する螺旋羽根１１１ｂ、順２条螺旋羽根１１１ｄ、間隙部１１１ｅ、逆２条螺旋羽根１１１ｆ、および短リード逆螺旋羽根１１１ｇが設けられている。螺旋羽根１１１ｄ・１１１ｆは、互いに逆向きの２条螺旋で、かつ、共に螺旋羽根１１１ｂと同じリードを有し、互いに隣接する端部の回転方向の位置は同一に形成されている。螺旋羽根１１１ｄ・１１１ｆと、短リード逆螺旋羽根１１１ｇと、螺旋羽根１１１ｂにおける順２条螺旋羽根１１１ｄ側の端部とは、螺旋羽根１１１ｂの他の部分よりも外径が大きい大径部１１１ｈとして形成されている。撹拌搬送部１１０の上方には供給搬送部１２０が配置され、連通部１４２を有する仕切壁１４１で仕切られている。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真方式を利用した画像形成装置に用いられる現像装置に関するものである。

電子写真方式を利用した画像形成装置は、ディジタル方式の複写機やプリンタなどに適用され、一様に帯電させた感光体ドラムの外周面を露光して形成された静電潜像をトナーによって現像することにより、可視化されたトナー像を形成し、記録媒体に転写して定着させる装置である。このような画像形成装置では、例えば、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤が使用され、現像装置における現像剤担持体を介して、帯電したトナーを感光体ドラムの外周面に付着させることにより、静電潜像の現像が行われる。

上記現像装置に、例えば、現像剤中のトナーを搬送しながら撹拌して摩擦帯電させる撹拌搬送部と、帯電したトナーを搬送しながら現像剤担持体に供給する供給搬送部とが設けられる。これらの撹拌搬送部、および供給搬送部は、例えば水平方向に並ぶように配置される場合もあるほか、上下方向に並ぶように配置される場合もある。撹拌搬送部と供給搬送部とが上下に配置された現像装置では、例えば、現像剤は、搬送スクリュによって撹拌搬送部の端部まで搬送されると、その搬送圧力により上方に持ち上げられて供給搬送部に受け渡されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。また、上下に配置された撹拌搬送部と供給搬送部との間で現像剤の受け渡しを容易にするために、磁力によって現像剤を上方に持ち上げる技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００９−２５７２４号公報 特開平１０−３１３６３号公報

しかしながら、例えば撹拌搬送部の上方に供給搬送部が配置される場合、搬送スクリュによる搬送圧力や磁力によって現像剤の持ち上げ量を十分に確保することは困難であり、撹拌搬送部内に多量な現像剤の滞留が発生しがちである。このため、現像剤の十分な混合・撹拌が妨げられて、画像品質が低下しやすいという問題点があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、撹拌搬送部と供給搬送部との間での現像剤の受け渡しをスムーズに行わせて、撹拌搬送部に滞留する現像剤の量を低減し、現像剤の十分な混合・撹拌等が容易に行われるようにすることにある。

第１の発明は、
トナーとキャリアとを含む現像剤を担持する現像剤担持体と、
現像剤を撹拌しながら第１の搬送方向に搬送する撹拌搬送部と、
上記撹拌搬送部の上方に配置され、上記撹拌搬送部から連通部を介して受け渡された現像剤を上記第１の搬送方向と逆の第２の搬送方向に搬送しながら上記現像剤担持体に供給する供給搬送部と、
を備えた現像装置であって、
上記撹拌搬送部は、
回転自在に設けられた回転軸と、
上記回転軸に形成され、現像剤を上記第１の搬送方向に搬送する第１の螺旋羽根と、
上記回転軸における上記第１の螺旋羽根よりも第１の搬送方向下流側に多条に形成され、現像剤を第１の搬送方向に搬送する第２の螺旋羽根と、
上記回転軸における上記第２の螺旋羽根よりも第１の搬送方向下流側に多条に形成され、現像剤を第２の搬送方向に搬送する第３の螺旋羽根と、
を有し、
上記第２、および第３の螺旋羽根は、互いに同一の条数、およびリードを有するとともに、互いに隣接する端部の回転方向の位置が同一に形成されるとともに、
上記連通部は、
上記撹拌搬送部の第２、および第３の螺旋羽根に対応する位置に設けられていることを特徴とする。

これにより、撹拌搬送部内の現像剤は、第１の螺旋羽根によって、撹拌されながら搬送され、第２、および第３の螺旋羽根の位置まで搬送される。そこで、第２、および第３の螺旋羽根は、互いに逆方向の螺旋で、互いに同一の多条の条数（例えば２条）、およびリードを有するとともに、互いに隣接する端部の回転方向の位置が同一に形成されているので、現像剤には、第２、および第３の螺旋羽根の中央部に向けて寄せ集められて上方へ持ち上げられる作用が働く。しかも、第２、および第３の螺旋羽根は多条に形成されているので、１回転する間に持ち上げ作用が条数回働き、現像剤は効率的に連通部を介して供給搬送部に受け渡される。それゆえ、撹拌搬送部と供給搬送部との間での現像剤の受け渡しがスムーズに行われるので、撹拌搬送部での現像剤の滞留を低減して安定した現像剤フローを得ることが容易にできる。したがって、現像剤の撹拌領域の長さを確保して混合・撹拌性能の向上を図り、および／または現像装置の長さを短く抑えることなどが容易にできる。

第２の発明は、
第１の発明の現像装置であって、
上記第２、および第３の螺旋羽根の外径が、上記第１の螺旋羽根における少なくとも上記連通部の近傍を除く領域の外径よりも大きく形成されていることを特徴とする。

これにより、第２、および第３の螺旋羽根の先端とハウジングとの間の間隙が小さく抑えられるとともに、供給搬送部との間の距離が短く抑えられる。それゆえ、搬送ロスが低減され、現像剤に作用する上昇力が大きく保たれて、撹拌搬送部から供給搬送部への搬送効率が容易に高められる。

第３の発明は、
第１および第２の発明のうち何れか１つの現像装置であって、
上記撹拌搬送部による現像剤の搬送速度が、上記供給搬送部による現像剤の搬送速度よりも速くなるように設定されていることを特徴とする。

これにより、撹拌搬送部、および供給搬送部の現像剤の搬送能力、および供給搬送部において現像剤担持体に供給される現像剤の量などに応じた、撹拌搬送部、および供給搬送部を循環する現像剤の流量バランスを適切に保つことが容易にできる。

第４の発明は、
第１から第３の発明のうち何れか１つの現像装置であって、
上記供給搬送部は、
回転自在に設けられた回転軸と、
上記回転軸に形成され、現像剤を上記第２の搬送方向に搬送する螺旋羽根と、
を有し、
上記回転軸は、上記供給搬送部における上記連通部に対応する部分の軸径が、他の部分の軸径よりも小さく設定されていることを特徴とする。

これにより、撹拌搬送部の第２、および第３の螺旋羽根によって押し上げられた現像剤に対して、供給搬送部における受け入れスペースがより大きく確保されるので、現像剤の受け渡しを円滑に行われやすくできる。

本発明によれば、撹拌搬送部と供給搬送部との間での現像剤の受け渡しをスムーズに行わせて、撹拌搬送部に滞留する現像剤の量を低減し、現像剤の十分な混合・撹拌が容易に行われるようにすることなどができる。

本発明の実施形態に係る現像装置の部分断面正面図である。 図１の要部の拡大図である。 図１のIII−III線断面図である。 図１のIV−IV線断面図である。

本発明の実施形態に係る現像装置の例を図面に基づいて詳細に説明する。この現像装置は、画像形成装置に例えば現像ユニットとして設けられ、感光体ドラムの露光によって形成された静電潜像をトナーとキャリアとを含む２成分現像剤によって現像することにより、トナー像を形成する。形成されたトナー像は、例えば、転写ベルトを介して記録媒体に転写され、加熱定着される。以下、具体的に説明する。

（現像装置１００の概略構成）
現像装置１００は、図１から図４に示すように、撹拌搬送部１１０と、供給搬送部１２０と、現像ローラ１３０とを備えている。撹拌搬送部１１０は、例えば現像装置１００の外部からギアボックス１５０を介して伝達される駆動力によって、図１における左方向（矢印Ａ方向）に現像剤を搬送しながら撹拌するようになっている。供給搬送部１２０は、上記撹拌搬送部１１０の直上に設けられ、撹拌搬送部１１０から連通部１４２を介して上方向（矢印Ｂ方向）に受け渡された現像剤を図１における右方向（矢印Ｃ方向）に搬送しながら現像ローラ１３０に供給するようになっている。現像ローラ１３０に供給された残りの現像剤は、供給搬送部１２０の端部まで搬送されると、連通部１４３を介して下方向（矢印Ｄ方向）に移動し、必要に応じて補給されたトナーと共に撹拌搬送部１１０により再度撹拌、搬送されて循環が繰り返されるようになっている。

上記現像ローラ１３０は、例えば、図示しないスリーブとその内部に設けられたマグネットとから成り、供給搬送部１２０から供給された現像剤が、現像剤層規制部材１６０（図３および図４）によって所定の層厚に規制された後、図示しない感光体ドラムの近傍に運ばれ、感光体ドラムの周面に形成された静電潜像が現像剤中のトナーにより現像されるようになっている。

（撹拌搬送部１１０、および供給搬送部１２０の詳細な構成）
撹拌搬送部１１０は、ハウジング１４０内に、回転軸１１１ａを有する第１の回転部材１１１が軸受１１２を介して回転自在に設けられて構成されている。上記回転軸１１１ａにおける現像剤搬送方向下流側の端部付近を除く領域には、現像剤を搬送しながら撹拌する螺旋羽根１１１ｂが設けられている。螺旋羽根１１１ｂには、特に限定されないが、例えば現像剤をより撹拌するために、部分的にパドル１１１ｃが設けられている。

回転軸１１１ａにおける上記螺旋羽根１１１ｂの現像剤搬送方向下流側には、順に、順２条螺旋羽根１１１ｄ、間隙部１１１ｅ、逆２条螺旋羽根１１１ｆ、および短リード逆螺旋羽根１１１ｇが設けられている。

上記順２条螺旋羽根１１１ｄ、および逆２条螺旋羽根１１１ｆは、互いに逆向きの２条螺旋で、かつ、共に螺旋羽根１１１ｂと同じリード（すなわち１／２のピッチ）を有するように形成されている。また、螺旋羽根１１１ｄ・１１１ｆにおける互いに隣接する端部の回転方向の位置は、同一（同一位相）に形成されている。これらの螺旋羽根１１１ｄ・１１１ｆの長さは、例えば螺旋羽根１１１ｂのリード（ピッチ）の１／２以上に設定されている。螺旋羽根１１１ｄ・１１１ｆ間の間隙部１１１ｅの長さは、例えば螺旋羽根１１１ｂのリードの１／４以上１／２以下、より具体的には例えば６ｍｍ程度に設定されている。

短リード逆螺旋羽根１１１ｇは、逆２条螺旋羽根１１１ｆと軸受１１２との間に設けられ、螺旋羽根１１１ｂよりも短いピッチに形成されて、軸受１１２付近に現像剤が凝集しにくいようになっている。

螺旋羽根１１１ｄ・１１１ｆと、短リード逆螺旋羽根１１１ｇと、螺旋羽根１１１ｂにおける順２条螺旋羽根１１１ｄ側の端部（例えば１／２ピッチの部分）とは、螺旋羽根１１１ｂの他の部分よりも外径が大きい大径部１１１ｈとして形成されている。

撹拌搬送部１１０と、その上方に配置される供給搬送部１２０とは、仕切壁１４１で仕切られるとともに、上記螺旋羽根１１１ｄ・１１１ｆに対応する位置に形成された連通部１４２を介して連通するようになっている。

一方、供給搬送部１２０は、ハウジング１４０内に、回転軸１２１ａを有する第２の回転部材１２１が軸受１２２を介して回転自在に設けられて構成されている。上記回転軸１２１ａには、現像剤を搬送しながら現像ローラ１３０に供給する螺旋羽根１２１ｂが設けられている。回転軸１２１ａの外径は第１の回転部材１１１の回転軸１１１ａよりも大きく設定され、第２の回転部材１２１による現像剤の搬送速度が第１の回転部材１１１よりも遅くなるようになっている。ただし、連通部１４２付近の回転軸１２１ａの外径は他の部分よりも小さく設定され、連通部１４２から流入する現像剤が受け渡されやすくなるようになっている。

（現像装置１００の動作）
上記のように構成された現像装置１００では、撹拌搬送部１１０内の現像剤は、螺旋羽根１１１ｂによって、撹拌されながら、図１における矢印Ａ方向に搬送される。現像剤が螺旋羽根１１１ｄ・１１１ｆの位置まで搬送されると、これらの螺旋羽根１１１ｄ・１１１ｆは互いに逆方向の螺旋に形成されているので、現像剤には間隙部１１１ｅに向けて絞られるように寄せ集められて上方へ持ち上げられる作用が働く。しかも、螺旋羽根１１１ｄ・１１１ｆは２条螺旋に形成されているので、回転軸１１１ａが１回転する間に持ち上げ作用が２回働き、現像剤は効率的に連通部１４２を介して供給搬送部１２０に受け渡される。

さらに、螺旋羽根１１１ｄ・１１１ｆと、短リード逆螺旋羽根１１１ｇと、螺旋羽根１１１ｂにおける順２条螺旋羽根１１１ｄ側の端部（例えば１／２ピッチの部分）とが大径部１１１ｈとして形成されているので、これらの螺旋羽根の先端とハウジング１４０との間の間隙が小さく抑えられるとともに、供給搬送部１２０の螺旋羽根１２１ｂとの間の距離（螺旋羽根１１１ｄ・１１１ｆの先端から仕切壁１４１までのギャップ＋仕切壁１４１の厚さ＋仕切壁１４１から螺旋羽根１２１ｂの先端までのギャップ）が短く抑えられるので、搬送ロスが低減され、現像剤に作用する上昇力が大きく保たれて、搬送効率が容易に高められる。

また、第１の回転部材１１１の最端部には、連通部１４２が形成されていない位置（仕切壁１４１が存在する位置）に短リード逆螺旋羽根１１１ｇが設けられているので、軸受１１２付近の現像剤は、図１、図２の右方向に確実に押し戻される。それゆえ、軸受１１２が現像剤に埋没する程度が軽減され、軸受１１２部分への現像剤の浸入が容易に防止される。

一方、上記のように撹拌搬送部１１０の螺旋羽根１１１ｄ・１１１ｆによって押し上げられた現像剤は、連通部１４２を介して供給搬送部１２０に受け渡される。ここで、供給搬送部１２０の回転軸１２１ａにおける連通部１４２付近には小径部１２１ａ’が形成され、現像剤の受け入れスペースがより大きく確保されるので、現像剤の受け渡しは円滑に行われやすくなる。

供給搬送部１２０に受け渡された現像剤は、第２の回転部材１２１の螺旋羽根１２１ｂによって図１における矢印Ｃ方向に搬送されながら、一部が現像ローラ１３０に供給される。第２の回転部材１２１による現像剤の搬送速度は、回転軸１２１ａの外径が第１の回転部材１１１の回転軸１１１ａよりも大きく設定されていることにより、第１の回転部材１１１よりも遅くなる。それゆえ、撹拌搬送部１１０、および供給搬送部１２０を循環する現像剤の流量バランスが適切に保たれる。なお、現像剤の搬送速度は上記のように回転軸の外径によって設定されるのに限らず、螺旋羽根のピッチや、外形、回転速度、またはこれらの組み合わせなどによって設定されてもよい。

供給搬送部１２０によって、その端部まで搬送された現像剤は、連通部１４３を介して、図１における矢印Ｄ方向に移動し、連通部１４３の近傍で必要に応じて新しいトナーが補給され、撹拌搬送部１１０により再度撹拌、搬送されて、循環が繰り返される。

上記のように、現像剤が撹拌搬送部１１０から供給搬送部１２０に受け渡される連通部１４２付近に、螺旋羽根１１１ｄ・１１１ｆが設けられていることなどにより、撹拌搬送部１１０と供給搬送部１２０との間での現像剤の受け渡しがスムーズに行われるので、例えば連通部１４２の長さが約２０ｍｍに設定されている場合でも、撹拌搬送部１１０での現像剤の滞留長さを４５ｍｍ程度などに低減して安定した現像剤フローを得ることが容易にできる。それゆえ、撹拌搬送部１１０と供給搬送部１２０とが上下に配置されていることによって現像装置１００の幅を小さく抑え得るだけでなく、現像剤の撹拌領域の長さを確保して混合・撹拌性能の向上を図り、および／または現像装置１００の長さを短く抑えることなどが容易にできる。

さらに、現像剤の滞留が軽減されることによって、現像剤に埋没した軸受１１２周辺の発熱や摺擦による凝集体の生成は起きにくくなるので、そのような凝集体の付着や詰まりによる画質の低下も容易に防止できる。

１００ 現像装置
１１０ 撹拌搬送部
１１１ 第１の回転部材
１１１ａ 回転軸
１１１ｂ 螺旋羽根
１１１ｃ パドル
１１１ｄ 順２条螺旋羽根
１１１ｅ 間隙部
１１１ｆ 逆２条螺旋羽根
１１１ｇ 短リード逆螺旋羽根
１１１ｈ 大径部
１１２ 軸受
１２０ 供給搬送部
１２１ 第２の回転部材
１２１ａ 回転軸
１２１ａ’ 小径部
１２１ｂ 螺旋羽根
１２２ 軸受
１３０ 現像ローラ
１４０ ハウジング
１４１ 仕切壁
１４２ 連通部
１４３ 連通部
１５０ ギアボックス
１６０ 現像剤層規制部材

Claims (4)

1. トナーとキャリアとを含む現像剤を担持する現像剤担持体と、
   現像剤を撹拌しながら第１の搬送方向に搬送する撹拌搬送部と、
   上記撹拌搬送部の上方に配置され、上記撹拌搬送部から連通部を介して受け渡された現像剤を上記第１の搬送方向と逆の第２の搬送方向に搬送しながら上記現像剤担持体に供給する供給搬送部と、
   を備えた現像装置であって、
   上記撹拌搬送部は、
   回転自在に設けられた回転軸と、
   上記回転軸に形成され、現像剤を上記第１の搬送方向に搬送する第１の螺旋羽根と、
   上記回転軸における上記第１の螺旋羽根よりも第１の搬送方向下流側に多条に形成され、現像剤を第１の搬送方向に搬送する第２の螺旋羽根と、
   上記回転軸における上記第２の螺旋羽根よりも第１の搬送方向下流側に多条に形成され、現像剤を第２の搬送方向に搬送する第３の螺旋羽根と、
   を有し、
   上記第２、および第３の螺旋羽根は、互いに同一の条数、およびリードを有するとともに、互いに隣接する端部の回転方向の位置が同一に形成されるとともに、
   上記連通部は、
   上記撹拌搬送部の第２、および第３の螺旋羽根に対応する位置に設けられていることを特徴とする現像装置。
2. 請求項１の現像装置であって、
   上記第２、および第３の螺旋羽根の外径が、上記第１の螺旋羽根における少なくとも上記連通部の近傍を除く領域の外径よりも大きく形成されていることを特徴とする現像装置。
3. 請求項１および請求項２のうち何れか１項の現像装置であって、
   上記撹拌搬送部による現像剤の搬送速度が、上記供給搬送部による現像剤の搬送速度よりも速くなるように設定されていることを特徴とする現像装置。
4. 請求項１から請求項３のうち何れか１項の現像装置であって、
   上記供給搬送部は、
   回転自在に設けられた回転軸と、
   上記回転軸に形成され、現像剤を上記第２の搬送方向に搬送する螺旋羽根と、
   を有し、
   上記回転軸は、上記供給搬送部における上記連通部に対応する部分の軸径が、他の部分の軸径よりも小さく設定されていることを特徴とする現像装置。

Images