JP2017194646A - 現像装置 - Google Patents

現像装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2017194646A
JP2017194646A JP2016086444A JP2016086444A JP2017194646A JP 2017194646 A JP2017194646 A JP 2017194646A JP 2016086444 A JP2016086444 A JP 2016086444A JP 2016086444 A JP2016086444 A JP 2016086444A JP 2017194646 A JP2017194646 A JP 2017194646A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
developer
chamber
screw
developing
conveying
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016086444A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6794131B2 (ja
JP2017194646A5 (ja
Inventor
有泉 修
Osamu Ariizumi
修 有泉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2016086444A priority Critical patent/JP6794131B2/ja
Priority to US15/468,342 priority patent/US10146157B2/en
Publication of JP2017194646A publication Critical patent/JP2017194646A/ja
Publication of JP2017194646A5 publication Critical patent/JP2017194646A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6794131B2 publication Critical patent/JP6794131B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0822Arrangements for preparing, mixing, supplying or dispensing developer
    • G03G15/0887Arrangements for conveying and conditioning developer in the developing unit, e.g. agitating, removing impurities or humidity
    • G03G15/0891Arrangements for conveying and conditioning developer in the developing unit, e.g. agitating, removing impurities or humidity for conveying or circulating developer, e.g. augers
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0822Arrangements for preparing, mixing, supplying or dispensing developer
    • G03G15/0887Arrangements for conveying and conditioning developer in the developing unit, e.g. agitating, removing impurities or humidity
    • G03G15/0891Arrangements for conveying and conditioning developer in the developing unit, e.g. agitating, removing impurities or humidity for conveying or circulating developer, e.g. augers
    • G03G15/0893Arrangements for conveying and conditioning developer in the developing unit, e.g. agitating, removing impurities or humidity for conveying or circulating developer, e.g. augers in a closed loop within the sump of the developing device
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0822Arrangements for preparing, mixing, supplying or dispensing developer
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0822Arrangements for preparing, mixing, supplying or dispensing developer
    • G03G15/0887Arrangements for conveying and conditioning developer in the developing unit, e.g. agitating, removing impurities or humidity
    • G03G15/0889Arrangements for conveying and conditioning developer in the developing unit, e.g. agitating, removing impurities or humidity for agitation or stirring

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Abstract

【課題】撹拌室から現像室への現像剤の受け渡しを促進でき、もって現像剤の連れ回りに起因する画像不良を低減することができる現像装置の提供。
【解決手段】撹拌室から現像室に現像剤を受け渡す第一連通口16における撹拌スクリュー14のスクリュー形状を、多条スクリューとした。多条スクリューを用いれば、スクリュー断面積が増加する分、第一連通口16における現像剤の剤面を高くし得る。ただし、撹拌室内で現像剤の剤面が高くなりすぎると、現像スリーブ3による現像剤の連れ回りに起因する画像不良が生じ得る。そこで、現像剤搬送時に前もって第一連通口16で現像室の受け渡しを促進して、現像スリーブによる現像剤の連れ回りが生じるほど撹拌室内で現像剤の剤面が高くならないようにしている。即ち、現像剤の連れ回りに起因する画像不良を低減するために、現像剤の受け渡しを促進することが多条スクリューを用いて容易に実現できる。
【選択図】図4

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリあるいは複合機などの電子写真技術を用いた画像形成装置に好適な現像装置に関する。
プリンタ、複写機、ファクシミリあるいは複合機などの画像形成装置は、感光ドラム上に形成した静電潜像を現像剤により現像して、可視像化する現像装置を備えている。現像装置では、非磁性トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤(以下、単に現像剤と呼ぶ)が用いられている。現像装置として、現像スリーブに現像剤を供給する現像室と、現像スリーブより剥離された現像剤を回収する撹拌室とを備え、現像室と撹拌室とで現像剤を循環させる、所謂、機能分離型の構成が知られている(特許文献1、特許文献2)。現像室と撹拌室は互いに連通口によって連通され、各室内には現像剤を搬送する現像スクリュー、撹拌スクリューがそれぞれ配設されている。
機能分離型の現像装置の場合、現像剤が安定した状態(所謂、定常状態)に至ると、撹拌室では、現像剤の剤面高さが撹拌スクリューの現像剤搬送方向上流から下流へ向けて徐々に高くなる。そして、現像剤は撹拌スクリューの現像剤搬送方向下流側の連通口を通り撹拌室から現像室へと受け渡される。なお、以下の説明において、特に断りなく上流又は下流といった場合、撹拌スクリューの現像剤搬送方向上流又は現像剤搬送方向下流を指す。
特開2010−197539号公報 特開2009−192554号公報
上述の現像装置では、特に現像剤の流動性が低くなると撹拌室から現像室への現像剤の受け渡しが抑制され、その結果、撹拌室内で現像剤の剤面が高くなりやすい。撹拌室内で現像剤の剤面が高くなりすぎると、現像剤が現像スリーブの表面に接触した状態となって現像スリーブに連れ回されやすくなる。また、撹拌室内の現像剤が邪魔になって現像スリーブより現像剤が剥離され難くなって、剥離されなかった現像剤が現像スリーブに連れ回される。現像スリーブに連れ回される現像剤は、現像室から供給される現像剤とともに現像に供される。しかし、現像スリーブに連れ回される現像剤は現像室から供給される現像剤に比べてトナー濃度が低く、現像に供されると濃度ムラのような画像不良を生じさせ得る。
そこで、撹拌室から現像室への現像剤の受け渡しを促進するために、下流側の連通口を撹拌スクリューに沿って下流側に幅広くすることが考えられる。しかし、連通口を幅広くするには装置を大型化するしかなく、これは最近の装置の小型化の要望に反する。そこで、特に装置を大型化せずとも、現像剤の連れ回りに伴い生じ得る画像不良を低減できる装置が従来から望まれていたが、未だそうした装置は提案されていない。
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、機能分離型の構成で、現像剤搬送時の撹拌室から現像室への現像剤の受け渡しを促進し、もって現像スリーブによる現像剤の連れ回りに起因する画像不良を低減することができる現像装置の提供を目的とする。
本発明に係る現像装置は、現像剤を担持して回転する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像剤を供給する第一室と、前記第一室とで現像剤の循環経路を形成すると共に前記現像剤担持体から現像剤を回収する第二室とを有する現像容器と、前記第一室に配設され、第一方向に現像剤を搬送する第一搬送スクリューと、水平方向から視て前記第一搬送スクリューと少なくとも一部が重なるように前記第二室に配設され、前記第一方向と反対の第二方向に現像剤を搬送する第二搬送スクリューと、前記現像容器内で前記第一室と前記第二室とを隔て、前記第二方向下流側に前記第二室から前記第一室に現像剤を受け渡す第一連通口と、前記第二方向上流側に前記第一室から前記第二室に現像剤を受け渡す第二連通口とを有する隔壁と、を備え、前記第二搬送スクリューは、前記隔壁側で上方から下方に向けて回転する回転軸と前記回転軸に形成された螺旋状の第一羽根とを有する第一搬送部と、前記第一搬送部の前記第二方向下流側で前記第一連通口に対向する位置に配置され、前記回転軸と前記回転軸に形成された前記第一搬送部よりも条数が多い螺旋状の第二羽根とを有する第二搬送部とが設けられている、ことを特徴とする。
本発明によれば、機能分離型の構成で、現像剤搬送時に撹拌室から現像室への現像剤の受け渡しが促進されることから、現像剤担持体による現像剤の連れ回りに起因する画像不良の発生を低減することができる。
本実施形態の現像装置を適用した画像形成装置の構成を示す概略図。 本実施形態の現像装置を示す断面図。 軸線方向を含む水平断面で見た現像装置を示す上面断面図。 第一実施形態の撹拌スクリューについて説明する図。 スクリュー断面積と連通口における現像剤の剤面高さとの関係を示すグラフ。 排出口と返しスクリューとを拡大して示す模式図。 第二実施形態の撹拌スクリューを示す上面概略図。
まず、本実施形態の現像装置を適用した画像形成装置の構成について、図1を用いて説明する。図1に示す画像形成装置100は、中間転写ベルト25に沿って画像形成部PY、PM、PC、PKを配列したタンデム型の中間転写方式のフルカラープリンタである。
[画像形成装置]
画像形成部PYでは、感光ドラム10Yにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト25に転写される。画像形成部PMでは、感光ドラム10Mにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト25に転写される。画像形成部PC、PKでは、それぞれ感光ドラム10C、10Kにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト25に転写される。中間転写ベルト25に転写された四色のトナー像は、二次転写部(二次転写ニップ部)T2へ搬送されて記録材S(用紙、OHPシートなどのシート材など)へ一括二次転写される。記録材Sは、不図示の給紙カセットから1枚ずつ取り出されて二次転写部T2へ搬送される。
画像形成部PY、PM、PC、PKは、現像装置1Y、1M、1C、1Kで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、ほぼ同一に構成される。以下では、画像形成部PY、PM、PC、PKの区別を表す符号末尾のY、M、C、Kを省略して、画像形成部PY〜PKの構成及び動作を説明する。
画像形成部Pには、像担持体としての感光ドラム10を囲んで、帯電ローラ21、露光装置22、現像装置1、転写ローラ23、ドラムクリーニング装置24が配置されている。感光ドラム10はアルミニウム製シリンダの外周面に感光層が形成されたもので、所定のプロセススピードで図1の矢印R1方向に回転される。
帯電ローラ21は帯電電圧が印加されて感光ドラム10に接触することで、感光ドラム10を一様な負極性の暗部電位に帯電させる。露光装置22は、各色の分解色画像を展開した走査線画像データをON−OFF変調したレーザービームをレーザー発光素子から発生し、これを回転ミラーで走査して帯電させた感光ドラム10の表面に画像の静電像を書き込む。現像装置1は、トナーを感光ドラム10に供給して静電像をトナー像に現像する。現像装置1については後述する(図2乃至図4参照)。
転写ローラ23は、中間転写ベルト25を挟んで感光ドラム10に対向配置され、感光ドラム10と中間転写ベルト25との間にトナー像の一次転写部(一次転写ニップ部)T1を形成する。一次転写部T1では、例えば高圧電源(不図示)により転写ローラ23に一次転写電圧が印加されることで、トナー像が感光ドラム10から中間転写ベルト25へ一次転写される。即ち、転写ローラ23に対しトナーの帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加されると、感光ドラム10上のトナー像が中間転写ベルト25に静電吸引されて転写が行われる。ドラムクリーニング装置24は、感光ドラム10にクリーニングブレードを摺擦させて、一次転写後に感光ドラム10上に僅かに残る一次転写残トナーを除去する。
中間転写ベルト25は、テンションローラ26、二次転写内ローラ27及び駆動ローラ28等のローラに掛け渡して支持され、駆動ローラ28に駆動されて図1の矢印R2方向に回転される。二次転写部T2は、二次転写外ローラ29に支持された中間転写ベルト25に二次転写内ローラ27を当接して形成される記録材Sへのトナー像転写ニップ部である。二次転写部T2では、二次転写内ローラ27に所定の二次転写電圧が印加されることで、トナー像が中間転写ベルト25から二次転写部T2に挟持搬送される記録材Sへ二次転写される。二次転写後に中間転写ベルト25に付着したまま残る二次転写残トナーは、ベルトクリーニング装置30が中間転写ベルト25を摺擦することにより除去される。ベルトクリーニング装置30は、中間転写ベルト25にクリーニングブレードを摺擦させて二次転写残トナーを除去する。
二次転写部T2で四色のトナー像を二次転写された記録材Sは、定着装置31へ搬送される。定着装置31は、不図示の対向するローラもしくはベルト等による圧力と、一般的にはヒータ等の熱源(不図示)による熱を加えて記録材S上にトナー像を溶融固着する。定着装置31によりトナー像が定着された記録材Sは、機体外へ排出される。
トナー補給装置32は、画像形成に伴い現像装置1のトナーが消費されることに応じて、消費されたトナー量に相当する分のトナー(詳しくは補給剤)を現像装置1に補給可能である。
[現像装置]
本実施形態の現像装置1について、図2乃至図4を用いて説明する。現像装置1は、図2に示すように、ハウジングを形成する現像容器2、現像剤担持体としての現像スリーブ3、規制ブレード5、第一搬送スクリューとしての現像スクリュー13、第二搬送スクリューとしての撹拌スクリュー14などを備える。
現像容器2には、非磁性トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤が収容されている。つまり、本実施形態では現像方式として二成分現像方式を用い、マイナス帯電極性の非磁性トナーとプラス帯電極性の磁性キャリアを混合して現像剤として用いる。非磁性トナーはポリエステル、スチレンアクリル等の樹脂に着色料、ワックス成分などを内包し、粉砕あるいは重合によって粉体としたものである。磁性キャリアは、フェライト粒子や磁性粉を混錬した樹脂粒子からなるコアの表層に樹脂コートを施したものである。初期状態の現像剤中のトナー濃度(現像剤の全重量に占めるトナーの重量の割合(TD比とも呼ぶ)は、例えば8%である。
現像容器2は、感光ドラム10(図1参照)に対向した一部分が開口しており、この開口部に一部が露出するようにして現像剤担持体としての現像スリーブ3が回転可能に配置されている。現像スリーブ3は、アルミニウム合金などの非磁性材料で円筒状に形成され、図2の矢印R3方向に回転駆動される。現像スリーブ3の内側には、複数の磁極により構成されるマグネットローラ4が回転不能に配置されている。
現像スリーブ3は図2の矢印R3方向に回転し、マグネットローラ4の汲み上げ磁極N1極の位置で吸着した現像剤を規制ブレード5方向へ担持搬送する。規制磁極S1極によって穂立ちした現像剤は、現像スリーブ3と規制ブレード5のギャップを通過する際に規制ブレード5によってせん断力を受けてその量が規制され、現像スリーブ3上に所定の層厚の現像剤層が形成される。形成された現像剤層は感光ドラム10と対向する現像領域に担持搬送され、現像磁極N2極によって磁気穂を形成した状態で感光ドラム10の表面に形成されている静電潜像を現像する。現像に供された後の現像剤は、剥ぎ取り磁極N3極と汲み上げ磁極N1極の間で同極が隣り合うことで形成される無磁力帯によって現像スリーブ3より剥離される。
[現像容器]
現像容器2は、第一室としての現像室11と第二室としての撹拌室12とが形成され、現像室11と撹拌室12との間に、現像室11と撹拌室12とを区画する隔壁15が設けられている。隔壁15は、現像容器2内(現像容器内)に底面部2cから突出するようにして現像室11と撹拌室12とを隔てている。隔壁15は現像スリーブ3の現像剤搬送方向に延在しており、現像室11及び撹拌室12は現像スリーブ3の現像剤搬送方向に沿って形成されている。そして、本実施形態では、撹拌室12側の底面部12aが現像室11側の底面部11aよりも上方となるように、水平方向から視て現像室11と撹拌室12とが高低差を有して配置されている。隔壁15の上部には、現像スリーブ3に近接するように延設され、現像スリーブ3より剥離された現像剤を撹拌室12に案内するための案内部材151が設けられている。案内部材151は、現像スリーブ3の現像剤を担持可能なコート領域を少なくとも含む範囲に亘り設けられるのが好ましい。
図3に示すように、隔壁15は、長手方向両端側にそれぞれ現像室11と撹拌室12とを連通させる開口した第一連通口16と第二連通口17とを有する。第一連通口16は撹拌室12から現像室11へ現像剤の受け渡しを可能とし、第二連通口17は現像室11から撹拌室12へ現像剤の受け渡しを可能とする現像剤の受け渡し部である。
図3に示すように、現像室11には、現像室11で所定の第一方向に現像剤を搬送する現像スクリュー13が配設されている。撹拌室12には、撹拌室12で現像スクリュー13と反対の第二方向に現像剤を搬送可能な第一搬送部141を有する撹拌スクリュー14が配設されている。現像スクリュー13及び撹拌スクリュー14は、それぞれ回転軸13a,14aの周囲に羽根13b,14bを螺旋状に形成することで構成される。回転軸13a,14aの両端部は、それぞれ現像容器2に回転自在に支持されている。現像スクリュー13と撹拌スクリュー14は、水平方向から視て少なくとも一部が重なるように配置されている。本実施形態では、図2に示すように、撹拌スクリュー14の下端14cが水平方向から視て現像スクリュー13の下端13cよりも上方になるように配置されている。これら現像スクリュー13と撹拌スクリュー14とは、例えば回転軸13a,14aの軸径が6mm、羽根13b,14bを含むスクリュー外径が18mm、スクリューピッチが40mmに形成される。
現像スリーブ3、現像スクリュー13、撹拌スクリュー14はそれぞれ不図示のギア列によって連結駆動される構成になっていて、同じく不図示の駆動モータからのギア列を介してそれぞれ回転する。本実施形態の場合、撹拌スクリュー14(詳しくは回転軸14a)は隔壁15側(隔壁側)で上方から下方に向けて回転する。現像スクリュー13及び撹拌スクリュー14が回転することで、現像剤は図3の矢印で示すように循環搬送される。このとき、第一連通口16で現像剤が撹拌室12から現像室11に、第二連通口17で現像剤が現像室11から撹拌室12に、それぞれ現像剤が受け渡される。これにより、現像室11と撹拌室12とで現像剤の循環経路を形成し、現像剤はこの循環経路を循環することで混合撹拌される。
現像室11は現像剤を現像スリーブ3に供給し、撹拌室12は現像スリーブ3より剥離された現像剤を回収する。即ち、現像室11内の現像剤は、現像スクリュー13により搬送されつつ、マグネットローラ4の汲み上げ磁極N1極の位置で現像スリーブ3に吸着される。一方、隔壁15の上部に設けられた案内部材151は、隔壁15の上端から現像スリーブ3の無磁力帯付近で現像スリーブ3に近接するように延設されている。そのため、剥ぎ取り磁極N3で現像スリーブ3より剥離された現像剤は、現像室11に戻ることなく撹拌室12に収容される。撹拌室12では、現像剤を回収しつつ、回収された現像剤が撹拌スクリュー14により搬送される。
本実施形態の現像装置1は、このように、現像室11で現像スリーブ3に現像剤を供給し、撹拌室12で現像スリーブ3から現像剤を回収する、所謂、機能分離型の構成を有する。機能分離型の現像装置1では、現像スリーブ3上の現像剤が撹拌室12の長手方向に渡って回収される。このため、現像剤は、現像スリーブ3を介さずに現像室11から撹拌室12に搬送される第一の経路と、現像スリーブ3から直接、撹拌室12に搬送される第二の経路との二つの経路を介して循環され、現像剤量の分布が現像容器2内で不均一となり易い。撹拌室12では下流側に現像剤が溜まり易いため、下流側で現像剤の剤面が高くなりやすい。
従来の現像装置の場合、既に述べたように、例えば現像剤の流動性が低下したような場合に、撹拌室12から現像室11への現像剤の受け渡しが抑制され得る。そうなると、撹拌室12内で現像剤の剤面が上がり、トナー濃度の低い現像剤が現像スリーブ3に連れ回されて、これに起因して濃度ムラのような画像不良が生じやすくなる。これを避けるためには、例え現像剤の流動性が低下しても、撹拌室12内で現像剤の剤面が高くなりすぎないようにすることが肝要である。
そこで、本実施形態では、現像剤の流動性が低下する前の現像剤搬送時に、前もって第一連通口16において現像剤を嵩上げし、撹拌室12から現像室11への現像剤の受け渡しを促進させるようにした。現像剤の受け渡しを促進させることで、その後に例え現像剤の流動性が低下したとしても、現像スリーブ3による現像剤の連れ回りが生じる程度にまで撹拌室12内で現像剤の剤面が高くなり難い。本実施形態では上記点に鑑み、第一連通口16において現像剤を嵩上げするために、撹拌スクリュー14の一部を多条スクリューで形成した。以下、図3及び図4を用いて詳しく説明する。
<第一実施形態>
図3及び図4に示すように、撹拌スクリュー14は、第一搬送部141の下流側に第二搬送部142を有する。第二搬送部142は、下流側で第一搬送部141に隣接されて第一連通口16に対向する位置に配置され、第一搬送部141と同方向に現像剤を搬送する。第一搬送部141は回転軸14aと、回転軸14aに形成された第一羽根としての螺旋状の羽根14bとを有する1条スクリューである。他方、第二搬送部142は回転軸14aと、回転軸14aに形成された、第一搬送部141よりも条数が多い第二羽根としての螺旋状の羽根142bとを有する多条スクリューである。このように、撹拌スクリュー14は現像剤搬送方向に関し、少なくともコート領域に対向する範囲のスクリュー形状が1条スクリューに、第一連通口16に対向する範囲のスクリュー形状が多条(ここでは2条)スクリューに形成されている。なお、コート領域に対向する範囲のスクリュー形状を1条スクリューとするのは、現像剤の剤面をできる限り高くしないためである。従って、第一搬送部141は1条スクリューが好ましい。
第一連通口16に対向する位置に多条スクリュー(第二搬送部142)を配置すると、従来に比較して第一連通口16における現像剤収容空間でスクリューの占める割合が増し、同じ現像剤量であれば第一連通口16において現像剤の剤面をより高くできる。これは、現像剤の剤面高さが、スクリューの回転軸に直交する断面積(以下、スクリュー断面積と記す)に影響されるからである。即ち、スクリュー断面積が大きくなれば、スクリューの現像剤収容空間に占める比率が大きくなるので、現像剤を嵩上げして剤面を高くし得る。そこで、スクリュー断面積を大きくするため、本実施形態では従来の1条スクリューに代えて多条スクリューを用いている。多条スクリューを用いることで、容易にスクリュー断面積を大きくすることができる。
ここで、スクリュー断面積を大きくするだけなら、撹拌スクリュー14の回転軸14aの軸径を太くすることが考えられる。しかし、撹拌室12内に配置可能なスクリューのサイズには限りがあることから、回転軸14aの軸径を太くすると、その代わりに羽根14bの面積を小さくせざるを得ない。羽根14bの面積が小さくなれば、撹拌室12から現像室11への現像剤の受け渡し量が低下しやすくなる。特に第一連通口16の近傍で現像剤の受け渡し量が低下すると、軸径が変わる領域で現像剤が溜まってしまい、その結果、現像スリーブ3による現像剤の連れ回りが生じ得る。従って、撹拌スクリュー14の回転軸14aの軸径を太くすることは採用し難い。
また、スクリュー断面積を大きくするために、撹拌スクリュー14の回転軸14aの周りにリブを形成することも考えられる。しかしながら、リブは螺旋状の羽根と比べると、撹拌室12から現像室11に現像剤を受け渡すよりも現像剤を跳ね上げてしまいやすいことから、スクリュー1回転当たりの現像剤の受け渡し量が少なくなりやすい。特に、本実施形態のように、撹拌スクリュー14が隔壁15側つまりは第一連通口16から離れた側で上方から下方に向けて回転して現像剤を受け渡す構成である場合、現像剤の受け渡し量が少なくなる。従って、リブを形成することも採用し難い。
そこで、本実施形態では、スクリュー1回転当たりの現像剤の受け渡し量を減らすことなく、反対に現像剤の受け渡し量を増やしながらスクリュー断面積を大きくするために、多条スクリューを用いている。スクリュー断面積に関し、例えばスクリューピッチが40mmピッチ、スクリュー外径が18mmの1条スクリューと2条スクリューの場合、1条スクリューの断面積は1.2cm、2条スクリューの断面積は1.9cmである。
図5に、スクリュー断面積を変えて第一連通口16における現像剤の剤面高さを測定した結果を示した。図5は、横軸がスクリュー断面積(cm)を表し、縦軸が現像剤の剤面高さ(mm)を表す。ここでは、現像容器2内の現像剤が250gである場合の実測値を示した。
図5から理解できるように、スクリュー断面積が大きくなるにつれて、剤面高さは高くなる。例えばスクリュー断面積が1.2cmである場合、剤面高さは17〜18mmほどである。スクリュー断面積が1.9cmである場合、剤面高さは20〜22mmほどである。そして、スクリュー断面積が18mmを超えると、剤面高さの変化が小さくなる。これからすれば、第二搬送部142として2条スクリューを用いる場合、剤面高さの変化が小さくなり始める1.9cmのスクリュー断面積の2条スクリューを用いるとよい。
なお、第二搬送部142(多条スクリュー)の回転軸の軸径は、第一搬送部141(1条スクリュー)の回転軸の軸径よりも細く形成されるのが好ましい。これは、多条スクリューであれば回転軸の軸径を細くしても、現像剤を嵩上げするに十分なスクリュー断面積を確保できるだけでなく、羽根の面積を広くして現像剤の受け渡し量を増やすことが容易にできる、つまり現像剤の受け渡しをより促進できるからである。
以上のように、本実施形態の現像装置1では、撹拌室12から現像室11に現像剤を受け渡す第一連通口16における撹拌スクリュー14のスクリュー形状を、多条スクリュー(第二搬送部142)とした。多条スクリューを用いると、スクリュー断面積を増加できる分、第一連通口16における現像剤の剤面を高くし得る。ただし、第一連通口16における現像剤の剤面を高くした場合に、その影響を受けて撹拌室12内でも現像剤の剤面が高くなると、現像スリーブ3による現像剤の連れ回りに起因する画像不良が生じやすくなる。そこで、本実施形態では多条スクリューを用い、第一連通口16において撹拌室12から現像室11への現像剤の受け渡しを促進することで、現像スリーブ3による現像剤の連れ回りが生じるほど撹拌室12内で現像剤の剤面が高くならないようにしている。このようにして、現像剤の流動性が低下する前の現像剤搬送時に、前もって現像剤を嵩上げして現像剤の受け渡しを促進することが、多条スクリューを用いることにより容易に実現され得る。従って、現像剤の流動性が低下し撹拌室12内で現像剤の剤面が高くなりすぎることに伴う、現像スリーブ3による現像剤の連れ回りに起因する画像不良は生じ難くなる。
ところで、二成分現像剤を用いて現像を行う現像装置1では、画像形成に伴いキャリアのトナーに対する帯電量付与能力(帯電性能)が低下し得る。そうなると、トナーの帯電量が低下してしまい、濃度変動や飛散かぶり等の画像不良が生じ得る。そこで、キャリアの帯電性能を回復すべく、現像装置1に形成された補給口(不図示)に接続された補給装置32(図1参照)から補給剤を補給して、キャリアをリフレッシュする制御(所謂、ACR方式)が行われる。ACR方式の現像装置では、現像剤の補給に伴い生じた余剰分の現像剤が排出口からオーバーフローして現像容器外に排出される。これにより、現像剤が補給されても現像容器2内の現像剤は一定量に維持される。
[排出口]
現像容器2は、図4に示すように、撹拌室12の下流側(第二方向下流側)の突き当りに現像剤搬送方向に交差する向きに配置された壁部2aを有し、その壁部2aに排出口20が形成されている。図6に示すように、排出口20は、撹拌スクリュー14の回転軸14aの羽根の形成されていない軸部が貫通し、軸部における回転軸14aの外周との間に隙間を有する貫通孔として形成されている。例えば撹拌スクリュー14の回転軸14aの軸径は6mmに、排出口20の直径は8mmに形成される。
ここで、排出口20は現像容器2の突き当りの壁部2aでなく、撹拌室12の搬送経路途中つまりは第一搬送部141に対向する側壁面の所定高さに形成されることも考えられる。しかしながら、この場合、現像剤が排出口20からオーバーフローして排出される以外にも、撹拌スクリュー14によるはね上げによって排出され得る。それ故に、排出口20が突き当りの壁部2aに形成された本実施形態に比べると、撹拌室12に収容された現像剤の量に関わらず現像剤が排出されやすいので、場合によって現像剤が少なくなりすぎる。そうなると、特に現像室11において現像スクリュー13の現像剤搬送方向上流側で十分な量の現像剤が確保されず、現像スリーブ3のコート領域が一律にコートされ難くなる。このコート不良が生じると、画像濃度が薄くなるあるいは画像上に白いスジがあるといったような画像不良が生じ得る。これを避けるには、本実施形態のように、はね上げによる影響が生じ難い現像容器2の突き当りの壁部2aに、排出口20は形成されるのが好ましい。
[返し部]
撹拌スクリュー14は、図4に示すように、排出口20の上流に配置された返し部144を有する。返し部144は、回転軸14aの周囲に羽根14b,142bと逆方向に巻かれた返し羽根19bが形成され、第一方向つまりは羽根14b,142bと反対方向に現像剤を搬送する返しスクリュー19である。返しスクリュー19は、例えばスクリューピッチが3mmに、撹拌スクリュー14の現像剤搬送方向(長手方向)の長さが20mmに形成される。
排出口20の手前まで到達した現像剤の量が多い場合に、現像剤の剤面が回転軸14a(軸部)と排出口20との隙間の高さまで達すると、隙間から現像剤が排出される。即ち、第一搬送部141及び第二搬送部142によって排出口20へ向かって搬送される現像剤の大部分は、返しスクリュー19により上流側(第二方向上流側)に押し戻されて、排出口20を通過せずに第一連通口16を通って現像室11に受け渡される。他方、返しスクリュー19により押し戻されなかった現像剤は、剤面が排出口20の下端よりも高くなると排出口20から撹拌室12の下流側に移動する。そして、図6に示すように、壁部2aよりも下流側の撹拌室12の底面部12aには連結口2bが形成されており、現像剤は連結口2bに連結されている不図示の回収容器に回収される。
ACR方式の現像装置では、現像剤の剤面高さに応じて排出口20から排出される現像剤量(排出量)が変動する。つまり、排出口20近傍での現像剤の剤面高さが現像剤の排出に影響する。例えば、剤面高さが排出口20よりも常に高い状態であれば、現像剤が排出され過ぎる。その結果、現像容器2内の現像剤が必要以上に減少し、現像スリーブ3に現像剤を供給し難くなる。従って、排出口20近傍では、現像剤の剤面高さが排出口20に対し適切な高さに抑制されなければならない。
上述のように、多条スクリューを用いることで、スクリューの現像剤収容空間に占める比率を大きくして現像剤の剤面を高くし得る一方で、現像剤搬送時は多条スクリュー(142)によって現像剤の受け渡しが促進される。このとき、現像剤の剤面高さは適正な高さに維持される。しかしながら、現像剤が補給され現像剤量が増えたような場合に、多条スクリューによって嵩上げされた現像剤がそのまま排出口20まで移動されると、現像剤が必要以上に排出される虞がある。つまり、現像剤が嵩上げされることによって、現像剤の排出が不安定になりやすい。そこで、現像剤の排出を安定させるためには、多条スクリューによって高くした剤面を返しスクリュー19の手前で現像剤量を正しく反映した高さに調整する必要がある。即ち、排出口20へ送られる現像剤の量は返しスクリュー19によって調整されるので、返しスクリュー19に到達する前に現像剤の剤面高さを嵩上げされる前とほぼ同じに戻す方が好ましい。
<第二実施形態>
上記点に鑑み、本実施形態において、撹拌スクリュー14は、図7に示すように、第二搬送部142と返し部144との間に、スクリュー断面積を第二搬送部142よりも小さくした中間部143を有する。中間部143は、下流側で第二搬送部142に隣接されるように第一連通口16に対向する位置に配置される。中間部143は回転軸14aと、回転軸14aに形成された、第二搬送部142よりも条数が少ない第三羽根としての螺旋状の羽根143bとを有する、例えばスクリューピッチ40mmの1条スクリューである。
本実施形態の場合、中間部143のスクリュー断面積が第二搬送部142のスクリュー断面積よりも小さいことから、中間部143では第二搬送部142よりも現像剤が嵩上げされ難い。それ故、中間部143では第二搬送部142で嵩上げされた現像剤の剤面が下がる。
撹拌スクリュー14の現像剤搬送方向に関し、第一連通口16が幅40mmであれば、第二搬送部142及び中間部143は幅20mmに形成される。勿論、これに限られない。例えば、第二搬送部142における撹拌スクリュー14の現像剤搬送方向の長さ(幅)は、第一連通口16内で羽根142bが1回転するのに必要な分を確保できる幅が望ましい。そうすることで、スクリュー周方向一周分の現像剤が第一連通口16内を搬送されることになる。ここで、第二搬送部142として2条スクリューを用いるため、第二搬送部142は20mm以上の幅で形成されるのが望ましい。
なお、本実施形態では中間部143に1条スクリューを用いたが、中間部143では第二搬送部142で嵩上げされた現像剤の剤面が下げられればよいので、第二搬送部142よりスクリュー断面積を小さくできればよい。即ち、中間部143は第二搬送部142よりも条数が少なければよく、1条スクリューに限られない。例えば、中間部143は、第三羽根143bが形成されていない回転軸14aの軸部であってもよい。
以上のように、本実施形態の現像装置1では、第二搬送部142により嵩上げされた現像剤の剤面高さを中間部143で適正な剤面高さに調整できるようにした。これにより、第二搬送部142により嵩上げされた現像剤がそのまま返し部144に至ることがないので、排出口20からの現像剤の排出が適正に行われる。つまり、排出口20からの現像剤の排出が従来通りに行われるようにできる。
<他の実施形態>
なお、上述した実施形態では第二搬送部142として2条スクリューを用いたがこれに限られない。第二搬送部142は、より条数の多い3条スクリューや4条スクリューなどであってもよい。要は、第一搬送部141よりも第二搬送部142の方が条数の大きいスクリューであればよい。そして、撹拌スクリュー14は一体形成されたものに限られず、第一搬送部141、第二搬送部142、中間部143、返し部144が各々独立したスクリューで構成され、それら各スクリューが互いに連結されている構成であってもよい。
なお、上述した実施形態では、各色の感光ドラム10から中間転写ベルト25に各色のトナー像を一次転写した後に、記録材Sに各色の複合トナー像を一括して二次転写する中間転写方式の画像形成装置100を説明したが、これに限らない。例えば、転写材搬送ベルトに担持され搬送される記録材に感光ドラムから直接転写する直接転写方式の画像形成装置であってもよい。
1(1Y〜1K)…現像装置、2…現像容器、3…現像剤担持体(現像スリーブ)、11…第一室(現像室)、12…第二室(撹拌室)、13…第一搬送スクリュー(現像スクリュー)、14…第二搬送スクリュー(撹拌スクリュー)、14a…回転軸(軸部)、14b…第一羽根(羽根)、15…隔壁、16…第一連通口、17…第二連通口、20…排出口、100…画像形成装置、141…第一搬送部、142…第二搬送部、142b…第二羽根(羽根)、143…中間部、143b…第三羽根(羽根)、144…返し部

Claims (7)

  1. 現像剤を担持して回転する現像剤担持体と、
    前記現像剤担持体に現像剤を供給する第一室と、前記第一室とで現像剤の循環経路を形成すると共に前記現像剤担持体から現像剤を回収する第二室とを有する現像容器と、
    前記第一室に配設され、第一方向に現像剤を搬送する第一搬送スクリューと、
    水平方向から視て前記第一搬送スクリューと少なくとも一部が重なるように前記第二室に配設され、前記第一方向と反対の第二方向に現像剤を搬送する第二搬送スクリューと、
    前記現像容器内で前記第一室と前記第二室とを隔て、前記第二方向下流側に前記第二室から前記第一室に現像剤を受け渡す第一連通口と、前記第二方向上流側に前記第一室から前記第二室に現像剤を受け渡す第二連通口とを有する隔壁と、を備え、
    前記第二搬送スクリューは、前記隔壁側で上方から下方に向けて回転する回転軸と前記回転軸に形成された螺旋状の第一羽根とを有する第一搬送部と、前記第一搬送部の前記第二方向下流側で前記第一連通口に対向する位置に配置され、前記回転軸と前記回転軸に形成された前記第一搬送部よりも条数が多い螺旋状の第二羽根とを有する第二搬送部とが設けられている、
    ことを特徴とする現像装置。
  2. 前記回転軸は、前記第一搬送部の軸径よりも前記第二搬送部の軸径が細くなるように形成されている、
    ことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
  3. 前記現像容器は、前記第二室の前記第二方向下流の突き当りに、前記第二搬送スクリューの前記回転軸が貫通し、前記回転軸の外周との間に隙間を有するように形成された排出口を有し、
    前記第二搬送スクリューは、前記排出口の前記第二方向上流に配置され前記第一方向に現像剤を搬送する返し部と、前記第二搬送部と前記返し部との間に配置され前記回転軸に直交する断面積が前記第二搬送部よりも小さい中間部とを有する、
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の現像装置。
  4. 前記中間部は、前記回転軸と前記回転軸に形成された前記第二搬送部よりも条数が少ない螺旋状の第三羽根とを有する、
    ことを特徴とする請求項3に記載の現像装置。
  5. 前記中間部は、前記回転軸の前記第二羽根が形成されていない軸部である、
    ことを特徴とする請求項3に記載の現像装置。
  6. 前記第一搬送部は、1条スクリューである、
    ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の現像装置。
  7. 前記第二搬送スクリューは、水平方向から視て下端が前記第一搬送スクリューの下端よりも上方に配置されている、
    ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の現像装置。
JP2016086444A 2016-04-22 2016-04-22 現像装置 Active JP6794131B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016086444A JP6794131B2 (ja) 2016-04-22 2016-04-22 現像装置
US15/468,342 US10146157B2 (en) 2016-04-22 2017-03-24 Development apparatus having a multiple screw portion conveyance screw

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016086444A JP6794131B2 (ja) 2016-04-22 2016-04-22 現像装置

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2017194646A true JP2017194646A (ja) 2017-10-26
JP2017194646A5 JP2017194646A5 (ja) 2019-05-30
JP6794131B2 JP6794131B2 (ja) 2020-12-02

Family

ID=60090179

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016086444A Active JP6794131B2 (ja) 2016-04-22 2016-04-22 現像装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10146157B2 (ja)
JP (1) JP6794131B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6604992B2 (ja) 2017-05-22 2019-11-13 キヤノン株式会社 現像装置及び画像形成装置
JP6957200B2 (ja) * 2017-05-22 2021-11-02 キヤノン株式会社 搬送スクリュー及び現像装置
JP6932548B2 (ja) 2017-05-22 2021-09-08 キヤノン株式会社 搬送スクリュー及び現像装置
US11314183B2 (en) * 2020-05-21 2022-04-26 Kyocera Document Solutions Inc. Developing device and image forming apparatus therewith

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5355199A (en) * 1993-09-24 1994-10-11 Xerox Corporation Development unit for an electrophotographic printer having a torque-triggered outlet port
JP2005316161A (ja) * 2004-04-28 2005-11-10 Fuji Xerox Co Ltd 現像装置、回転式現像装置及び画像形成装置
JP2012181286A (ja) * 2011-02-28 2012-09-20 Ricoh Co Ltd 現像装置、画像形成装置、及びプロセスカートリッジ
JP2013120288A (ja) * 2011-12-07 2013-06-17 Samsung Electronics Co Ltd 現像装置
JP2015166826A (ja) * 2014-03-04 2015-09-24 キヤノン株式会社 現像装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005055531A (ja) * 2003-08-06 2005-03-03 Canon Inc 現像装置
JP5273439B2 (ja) 2008-02-12 2013-08-28 株式会社リコー 現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置
JP5305233B2 (ja) 2009-02-24 2013-10-02 株式会社リコー 現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置
JP2011248126A (ja) 2010-05-27 2011-12-08 Canon Inc 現像装置
JP5709454B2 (ja) 2010-10-12 2015-04-30 キヤノン株式会社 現像装置
JP2016024353A (ja) 2014-07-22 2016-02-08 キヤノン株式会社 現像装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5355199A (en) * 1993-09-24 1994-10-11 Xerox Corporation Development unit for an electrophotographic printer having a torque-triggered outlet port
JP2005316161A (ja) * 2004-04-28 2005-11-10 Fuji Xerox Co Ltd 現像装置、回転式現像装置及び画像形成装置
JP2012181286A (ja) * 2011-02-28 2012-09-20 Ricoh Co Ltd 現像装置、画像形成装置、及びプロセスカートリッジ
JP2013120288A (ja) * 2011-12-07 2013-06-17 Samsung Electronics Co Ltd 現像装置
JP2015166826A (ja) * 2014-03-04 2015-09-24 キヤノン株式会社 現像装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP6794131B2 (ja) 2020-12-02
US10146157B2 (en) 2018-12-04
US20170308005A1 (en) 2017-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6604992B2 (ja) 現像装置及び画像形成装置
US9329523B2 (en) Developing apparatus
JP6025383B2 (ja) 現像装置
US10152000B2 (en) Developing device
JP6794131B2 (ja) 現像装置
US20170052482A1 (en) Developing apparatus
JP2012208423A (ja) 現像装置
US10261444B2 (en) Developing apparatus
JP6755699B2 (ja) 現像装置
JP6261314B2 (ja) 現像装置
JP5868375B2 (ja) 現像装置及び画像形成装置
JP7043270B2 (ja) 現像装置
JP5610920B2 (ja) 現像装置及び画像形成装置
WO2022254915A1 (ja) 現像装置およびそれを備えた画像形成装置
JP2018018058A (ja) 現像装置
JP7039300B2 (ja) 現像装置
JP7034731B2 (ja) 現像装置
JP2018132654A (ja) 現像装置
JP2019028315A (ja) 現像装置
JP2009109966A (ja) 現像剤搬送装置及び現像装置及び画像形成装置
JP2017156588A (ja) 現像装置
JP2018155856A (ja) 現像装置
JP6206256B2 (ja) 現像装置及びそれを備えた画像形成装置
JP6524701B2 (ja) 画像形成装置
JP2018036537A (ja) 現像装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190417

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190417

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20200206

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200207

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20200207

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200225

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20200403

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200622

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200804

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201001

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20201013

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20201111

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6794131

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151