JP2018132654A - Development apparatus - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a developing device suitable for an image forming apparatus using electrophotographic technology such as a printer, a copying machine, a facsimile machine, or a multifunction machine.
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、単に現像剤とも呼ぶ)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現像容器内に形成し、それら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提案されている(特許文献1、特許文献2)。機能分離型の現像装置では、現像室と撹拌室が互いに連通口によって連通されており、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設けられている。現像剤は撹拌スクリューの現像剤搬送方向下流側の下流連通口を通って撹拌室から現像室へと受け渡され、また撹拌スクリューの現像剤搬送方向上流側の上流連通口を通って現像室から撹拌室へと受け渡されるようにして、現像容器内を循環される。
2. Description of the Related Art Image forming apparatuses such as printers, copiers, facsimile machines, and multi-function machines are provided with a developing device that develops an electrostatic latent image formed on a photosensitive drum with a developer to make a visible image. In the developing device, a two-component developer (hereinafter also simply referred to as a developer) composed of a nonmagnetic toner and a magnetic carrier is used. As a developing device, a developing chamber for supplying the developer to the developing sleeve and a stirring chamber for collecting the developer separated from the developing sleeve are formed in the developing container, and the developer is circulated between the developing chamber and the stirring chamber. A so-called function-separated configuration has been proposed (
上記の現像装置の場合、現像剤が安定した状態(所謂、定常状態)に至ると、現像室では、現像剤の剤面が現像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低くなっている。他方、撹拌室では、現像剤の剤面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っている。なお、本明細書において、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。 In the case of the above developing device, when the developer reaches a stable state (so-called steady state), the developer surface of the developer gradually decreases from the upstream to the downstream in the developer conveying direction of the developing screw in the developing chamber. ing. On the other hand, in the stirring chamber, the developer surface gradually increases from the upstream to the downstream in the developer conveying direction of the stirring screw. In this specification, the term “upstream” or “downstream” refers to the upstream of the stirring screw in the developer conveyance direction or the downstream of the developer conveyance direction without particular notice.
また、画像形成に応じてキャリアが劣化し帯電性能が低下するので、現像容器に補給剤(主にトナー)を補給すると共に、余分な現像剤を現像容器外へ排出する、所謂キャリアリフレッシュ方式の現像装置が提案されている(特許文献3)。 In addition, since the carrier deteriorates and the charging performance decreases in accordance with the image formation, a so-called carrier refresh system is used in which a replenisher (mainly toner) is replenished to the developing container and excess developer is discharged out of the developing container. A developing device has been proposed (Patent Document 3).
ところで、補給剤は、撹拌室の上流連通口より上流側に形成されている補給口から撹拌室内へと補給される。ただし、上述のように、撹拌室では現像剤の剤面が上流側で下流側よりも低くなる、つまりは上流連通口側の現像剤量が下流連通口側の現像剤量に比べて少なくなっている。特にトナー消費が急激であるような場合には、補給剤が補給されるまで、上流連通口側の現像剤量が極端に少なくなる。このときに、補給剤が補給されると、補給される補給剤量に対し上流連通口側の現像剤量が相対的に少ないために、補給剤が現像剤に混ざり合わされず、補給剤の一部が上流連通口を介して現像室ひいては現像容器外へ飛散しやすい(トナー飛散と呼ぶ)。トナー飛散が生じると、装置本体内が汚れるし、また出力画像にトナー汚れが生じ得る。 By the way, the replenishment agent is replenished into the agitation chamber from a replenishment port formed on the upstream side of the upstream communication port of the agitation chamber. However, as described above, in the agitation chamber, the developer surface of the developer is lower on the upstream side than on the downstream side, that is, the amount of developer on the upstream communication port side is smaller than the amount of developer on the downstream communication port side. ing. In particular, when the toner consumption is rapid, the amount of developer on the upstream communication port side is extremely reduced until the replenisher is replenished. At this time, when the replenishment agent is replenished, the amount of developer on the upstream communication port side is relatively small with respect to the amount of replenishment agent to be replenished. The portion easily scatters to the developing chamber and thus to the outside of the developing container via the upstream communication port (referred to as toner scattering). When the toner scatters, the inside of the apparatus main body becomes dirty, and the toner stain may occur in the output image.
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、補給剤の補給に伴うトナー飛散の発生を抑制できる現像装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a developing device that can suppress the occurrence of toner scattering accompanying replenishment of a replenisher with a function-separated configuration.
本発明に係る現像装置は、現像剤を担持する担持領域を有し、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し、前記第二室に補給口が形成されている現像容器と、前記第一室に設けられ、第一方向に現像剤を搬送する第一搬送スクリューと、前記第二室に設けられ、前記第一方向と反対の第二方向に現像剤を搬送すると共に、前記補給口から補給される補給剤を前記第二方向に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で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、前記補給口よりも前記第二方向下流側且つ前記担持領域よりも前記第二方向上流側で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、前記第二連通口の前記第二方向中央よりも前記第二方向下流側且つ前記担持領域よりも前記第二方向上流側に、前記担持領域よりも現像剤搬送力を低下させる搬送力低下部を有する、ことを特徴とする。 The developing device according to the present invention has a carrying region for carrying a developer, and a developer carrying member that carries and rotates the developer, a first chamber that supplies the developer to the developer carrying member, A developer container in which a developer circulation path is formed with the first chamber and a second chamber for collecting the developer from the developer carrier, and a supply port is formed in the second chamber; A first conveying screw that is provided in the first chamber and conveys the developer in the first direction, and is provided in the second chamber and conveys the developer in the second direction opposite to the first direction, and the replenishment A second conveying screw that conveys the replenisher replenished from the mouth in the second direction, the first chamber and the second chamber in the developing container, and the second chamber on the downstream side in the second direction. A first series of openings for delivering the developer from the first chamber to the first chamber; A partition wall having a second communication port for delivering developer from the first chamber to the second chamber on the upstream side in the second direction with respect to the carrying region, and the second conveying screw includes the second conveying screw. A transport force reduction section that lowers the developer transport force from the carrying area on the downstream side in the second direction from the center in the second direction of the communication port and on the upstream side in the second direction from the carrying area; It is characterized by.
本発明に係る現像装置は、現像剤を担持する担持領域を有し、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し、前記第二室に補給口が形成されている現像容器と、前記第一室に設けられ、第一方向に現像剤を搬送する第一搬送スクリューと、前記第二室に設けられ、前記第一方向と反対の第二方向に現像剤を搬送すると共に、前記補給口から補給される補給剤を前記第二方向に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で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、前記補給口よりも前記第二方向下流側且つ前記担持領域よりも前記第二方向上流側で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、前記第二連通口よりも前記第二方向下流側且つ前記担持領域よりも前記第二方向上流側に、前記担持領域よりも条数が多い多条スクリューを有する、ことを特徴とする。 The developing device according to the present invention has a carrying region for carrying a developer, and a developer carrying member that carries and rotates the developer, a first chamber that supplies the developer to the developer carrying member, A developer container in which a developer circulation path is formed with the first chamber and a second chamber for collecting the developer from the developer carrier, and a supply port is formed in the second chamber; A first conveying screw that is provided in the first chamber and conveys the developer in the first direction, and is provided in the second chamber and conveys the developer in the second direction opposite to the first direction, and the replenishment A second conveying screw that conveys the replenisher replenished from the mouth in the second direction, the first chamber and the second chamber in the developing container, and the second chamber on the downstream side in the second direction. A first series of openings for delivering the developer from the first chamber to the first chamber; A partition wall having a second communication port for delivering developer from the first chamber to the second chamber on the upstream side in the second direction with respect to the carrying region, and the second conveying screw includes the second conveying screw. A multi-thread screw having a larger number of threads than the support area is provided on the downstream side in the second direction with respect to the communication port and on the upstream side in the second direction with respect to the support area.
本発明によれば、機能分離型の構成で、補給剤の補給に伴うトナー飛散の発生を抑制できることから、補給剤の補給に起因する装置本体内の汚れや出力画像のトナー汚れが生じ難くなる。 According to the present invention, with the function separation type configuration, it is possible to suppress the occurrence of toner scattering associated with the replenishment of the replenishment agent, so that the contamination in the apparatus main body and the toner stain of the output image due to replenishment of the replenishment agent are less likely to occur. .
<第一実施形態>
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。
<First embodiment>
First, the configuration of an image forming apparatus to which the developing device of this embodiment is applied will be described with reference to FIG. An
<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。
<Image forming apparatus>
In the image forming unit PY, a yellow toner image is formed on the
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。
The image forming units PY, PM, PC, and PK are configured substantially the same except that the colors of toner used in the developing
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。
In the image forming portion P, a charging roller 21, an exposure device 22, a developing
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については詳細を後述する(図2及び図3参照)。
The charging roller 21 is charged with a charging voltage and contacts the
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。
The transfer roller 23 is disposed opposite to the
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。
The
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。
The recording material S on which the four-color toner images are secondarily transferred by the secondary transfer portion T2 is conveyed to the fixing
現像装置1には補給装置32が接続され、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、トナー(詳しくは補給剤)を現像装置1に補給する。詳しくは後述するが、現像装置1には補給装置32を接続するために、補給口が形成されている。また、補給剤の補給に伴い生じた余剰分の現像剤を外部に排出するために、排出口が形成されている。
A replenishing device 32 is connected to the developing
<現像装置>
本実施形態の現像装置1について、図2及び図3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。
<Developing device>
The developing
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。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。未だ現像に供されたことがない新品(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))は、本実施形態では例えば8%である。
The developing
現像容器2は、図2に示すように、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は、表面に現像剤を担持可能なコート領域M(担持領域、図3参照)を有する。そして、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。
As shown in FIG. 2, the developing
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。
The developing
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の回転軸線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の回転軸線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。
In the developing
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M(図3参照)を少なくとも含む範囲に亘り設けられるのが好ましい。なお、本明細書において、上方、下方とは、それぞれ重力方向上方、重力方向下方を指す。
Above the
図3に示すように、隔壁15は、撹拌スクリュー14の回転軸線方向(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は下流側(第二方向下流側)で撹拌室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は上流側(第二方向上流側)で現像室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。第一連通口16は現像スリーブ3のコート領域Mよりも下流側に形成され、第二連通口17は現像スリーブ3のコート領域Mよりも上流側に形成されている。なお、本実施形態では隔壁15の長手方向に関し、第一連通口16の幅が30mmに、第二連通口17の幅が10mmに形成されている。
As illustrated in FIG. 3, the
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が設けられている。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する撹拌スクリュー14が設けられている。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。また、本実施形態の場合、撹拌スクリュー14は羽根14bの他に、回転軸14aに円板部材101が形成されている。円板部材101については後述する。
The developing
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14eが水平方向から視て現像スクリュー13の下端13eよりも上方になるように配置されている。
The developing
ここで、スクリューピッチについて、図3を参照しながら図4及び図5を用いて説明する。図4は、スクリューピッチと、スクリューの一回転当たりの現像剤搬送量との関係を表すグラフである。ここでは一例として、撹拌スクリュー14のスクリュー外径が20mmの場合を挙げた。図4から理解できるように、一回転当たりの現像剤搬送量はスクリューピッチによって変わる。仮に現像剤の全部が羽根14bの動きに追従して同一方向に搬送されるならば、撹拌スクリュー14が一回転する間に現像剤が進む距離はスクリューピッチに等しくなる。しかし、実際には一部の現像剤が羽根14bの上を滑りながら移動されるために、現像剤の全部が羽根14bに追従して同一方向に搬送されるわけでない。即ち、図5に示すように、スクリューピッチGが広くなるにつれ、スクリューの搬送面(詳しくは羽根14b)と回転軸14aとの角度αは小さくなる。この角度αが小さくなれば、羽根14bの上を滑りながら移動される現像剤の量が増える。一回転当たりの現像剤搬送量は、図4に示すように、スクリューピッチが40mmのときに最大となる。
Here, a screw pitch is demonstrated using FIG.4 and FIG.5, referring FIG. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the screw pitch and the developer conveyance amount per rotation of the screw. Here, the case where the screw outer diameter of the stirring
本実施形態の場合、現像剤を撹拌室内で早く搬送させるために、撹拌スクリュー14のスクリューピッチは、一回転当たりの現像剤搬送量が最大となる40mmに形成されている。他方、現像スクリュー13のスクリューピッチは20mmに形成されている。つまり、現像スクリュー13は現像剤の搬送速度が撹拌スクリュー14の搬送速度よりも遅い。これは、現像室11では撹拌室12に比べて現像剤を遅く搬送することで、現像スリーブ3に適切に現像剤を供給するためである。なお、現像スクリュー13と撹拌スクリュー14ともに、スクリュー軸が直径6mmに、スクリュー外径が20mmに形成されている。
In the case of this embodiment, the screw pitch of the stirring
図3に戻って、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。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R4で示す向きに循環搬送される。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が形成され、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。
Returning to FIG. 3, the developing
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、図2に示すように、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。
The developing
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、画像形成に伴い例えばキャリアのトナーに対する帯電性能が低下するなどの現像剤の現像特性が変化し得る。キャリアの帯電性能が低下した場合、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に接続された補給装置32(図1参照)から例えばトナーとキャリアが重量比で9:1に混合された補給剤を補給して、キャリアをリフレッシュする制御が行われる。
By the way, in the developing
<補給口>
図3に示すように、現像容器2には、撹拌室12の第二連通口17よりも上流側に補給口40が形成されている。補給口40には、補給装置32(図1参照)が接続される。補給装置32は補給剤を収容したトナーボトル(不図示)を有し、トナーボトルを回転させることにより補給口40から撹拌室12に補給剤を補給する。補給された補給剤は、撹拌スクリュー14及び現像スクリュー13によって既存の現像剤と十分に混合撹拌され、現像スリーブ3に供給される。こうして、現像容器内に収容されている現像剤の現像特性が一定に維持される。
<Supply port>
As shown in FIG. 3, a replenishing
<排出口>
上記のように、補給装置32からは補給剤が補給されるが、補給剤の補給に伴い現像容器内に現像剤が多くなり過ぎると、現像剤の撹拌が不十分となって濃度変動や飛散かぶり等の画像不良が生じやすくなる。そこで、補給剤の補給に伴い余剰になった現像剤が現像容器2から排出されるように、現像容器2には現像剤を現像容器外へ排出する排出口50が形成されている。
<Discharge port>
As described above, the replenisher is replenished from the replenishing device 32. However, when the developer is excessively increased in the developing container as the replenisher is replenished, the developer is not sufficiently stirred and the density fluctuation or scattering occurs. Image defects such as fogging are likely to occur. Therefore, a
本実施形態の場合、排出口50は撹拌室12の第一連通口16よりも下流側に形成されている。これは、例えば撹拌室12の途中の壁面に排出口50を形成した場合には、現像剤が撹拌スクリュー14による跳ね上げによって必要以上に排出される虞があるからである。つまり、現像剤量に関わらず現像剤が排出されやすく、場合によっては現像剤が少なくなりすぎる。そうなると、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Mが一律にコートされ難くなる。こうしたコート不良が生じると、画像ムラや白いスジなどの画像不良が生じ得る。これを避けるため、排出口50は、撹拌スクリュー14による現像剤の跳ね上げの影響が小さい第一連通口16よりも下流側に形成されるのが好ましい。
In the present embodiment, the
本実施形態の現像装置1は、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、現像スリーブ上の現像剤が撹拌室12の長手方向(撹拌スクリュー14の回転軸線方向)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内で不均一となり易い。具体的に、現像室11及び撹拌室12において下流側に比べて上流側で現像剤の剤面が低くなりやすい。それ故、第二連通口17を介して現像室11から撹拌室12へ受け渡される現像剤量は、第一連通口16を介して撹拌室12から現像室11へ受け渡される現像剤量よりも少なくなる。
The developing
ところで、機能分離型の現像装置1の場合、現像室11よりも撹拌室12で現像剤を早く循環させるが故に、現像剤が跳ね上げられやすい。特に撹拌室12の上流では現像剤量が少ないため、現像剤の跳ね上げが発生しやすい。ここで、撹拌スクリュー14の羽根14bの角度αと、現像剤を跳ね上げる方向に働く力との関係について、図5及び図6を用いて説明する。
By the way, in the case of the function separation
図5に示した撹拌スクリュー14のスクリューピッチGが大きくなると、羽根14bの角度αは小さくなる。そして、羽根14bの角度αが小さくなると、撹拌スクリュー14の現像剤搬送力Fが大きくなる。現像剤搬送力Fが大きくなるということは、撹拌スクリュー14の現像剤搬送方向に働く力F1と、それに対し直交する方向に働く力F2とが大きくなっている。こうして、図6に示すように、羽根14bの角度αが小さくなるほど、力F2は大きくなる。この力F2は遠心力として現像剤に働くことから、力F2が大きいほど、現像剤は跳ね上げられやすくなる。また、撹拌スクリュー14によって搬送される現像剤の量が少なく、撹拌スクリュー14があまり現像剤に埋もれていないような場合、現像剤は跳ね上げられやすい。
When the screw pitch G of the stirring
上述したように、現像剤を現像容器内で早く循環させるためにはスクリューピッチGを大きくするとよいが、スクリューピッチGを大きくすると力F2が大きくなり、現像剤の跳ね上げが生じやすくなる。特に現像剤が少ない撹拌室12の上流側では、とりわけ現像剤の跳ね上げが生じやすい。そのような状態であるにも関わらず、補給剤が補給されると、既に述べたように、補給剤が現像剤に十分に混ざり合わされず、補給剤の一部が第二連通口17を介して現像室11ひいては現像容器外へ飛散するトナー飛散が生じ得る(図3参照)。
As described above, the screw pitch G may be increased in order to circulate the developer quickly in the developing container. However, if the screw pitch G is increased, the force F2 increases and the developer is likely to jump up. In particular, on the upstream side of the stirring
<円板部材>
そこで、本実施形態では、撹拌室12内で搬送される現像剤の一部をせき止めて一時的に溜めることで、補給された補給剤が混ぜ合わされる程度の現像剤が第二連通部171に確保されるようにした。現像剤を一時的に溜めるため、撹拌スクリュー14はコート領域Mにおける現像剤搬送力よりも、現像剤搬送力を低下させた搬送力低下部を有する。第一実施形態では、図3に示すように、撹拌スクリュー14は搬送力低下部として円板部材101を有している。円板部材101について、図3を用いて説明する。
<Disk member>
Therefore, in this embodiment, a part of the developer conveyed in the stirring
図3に示すように、円板部材101は撹拌スクリュー14の回転にあわせて回転するように、回転軸14aに設けられている。円板部材101は、第二連通口17の中央(第二方向中央、図中直線Oで示す)よりも下流側且つ現像スリーブ3のコート領域Mよりも上流側に配置される。そして、円板部材101は撹拌スクリュー14の現像剤搬送方向に対し交差するように、またスクリュー外径(ここでは20mm)とほぼ同じか少し大きい程度(例えば19mm〜22mm)の外径に形成されている。
As shown in FIG. 3, the
円板部材101は、撹拌スクリュー14により搬送される現像剤の一部を規制して、現像剤を一時的に溜める規制部材である。円板部材101によって現像剤が溜められた場合、溜められた現像剤の一部が第二連通部171に達して、第二連通部171の現像剤量が従来に比較して増す。こうして、第二連通部171に現像剤を確保することで、補給剤の補給に起因するトナー飛散が生じ難くなる。即ち、補給剤は第二連通部171に確保された現像剤に混ざり合わされるようにして補給されることから、第二連通部171の現像剤量が少ない従来の場合に比べて、補給剤の一部が第二連通口17を介して現像室11ひいては現像容器外へ飛散し難くなる。
The
仮に円板部材101が第二連通口17の中央よりも上流側に配置されたとすると、円板部材101により溜められた現像剤(また補給剤)が現像室11側に戻ってしまいやすくなる。これは、現像室11から撹拌室12に受け渡された現像剤や補給された補給剤が第二連通口17に対向する狭い範囲の第二連通部171に溜められることで、第二連通部171の現像剤量が多くなり過ぎる虞があるからである。第二連通部171の現像剤量が多くなり過ぎると、補給剤の補給時に現像剤(また補給剤)が現像室11側に跳ね上げられやすい。円板部材101により現像剤(また補給剤)が現像室11側に跳ね上げられると、それらが現像スリーブ3に供給されてしまい、かぶり等の画像不良を生じさせる原因となる。また、トナー飛散も生じやすい。そのため、円板部材101は第二連通口17の中央よりも下流側、好ましくは第二連通口17よりも下流側に配置されるのがよい。本実施形態の場合、円板部材101は第二連通口17の下流端から下流側に10mm程度離れた位置に配置されている。
If the
以上のように、本実施形態の現像装置1では、撹拌スクリュー14の現像剤搬送力を低下させて現像剤を一時的に溜めるべく、第二連通口17よりも下流側に円板部材101を配置した。撹拌スクリュー14に円板部材101が配置されると、円板部材101によって現像剤が溜められ、その溜められた現像剤の一部が第二連通部171にまで達する。こうして、現像剤搬送時に補給剤の補給に前もって第二連通部171に現像剤を確保しておくことが、円板部材101を用いることにより容易に実現される。第二連通部171にある程度の量の現像剤を確保できるので、補給剤を補給した時に補給剤が第二連通部171で現像剤に混ぜ合わされる。これにより、第二連通部171の現像剤量が少なくなりすぎず、補給剤の補給に起因してトナー飛散が生じるのを抑制することができる。また、補給剤が補給直後の比較的に早い段階で現像剤と混ざり合わされ、撹拌スクリュー14による現像剤の撹拌性があがることから、キャリアの帯電性能を回復させやすい、という効果も得られる。
As described above, in the developing
<第二実施形態>
上述したように、第一実施形態では第二連通部171に現像剤を確保するために、現像剤を一時的に溜める円板部材101を撹拌スクリュー14に配置したがこれに限らない。現像剤を一時的に溜めるには、撹拌スクリュー14のスクリュー形状の一部を返しスクリューとしてもよい。返しスクリューによっても、撹拌スクリュー14の現像剤搬送力を一時的に低下させて、現像剤を一時的に溜めることができる。図7に、第二実施形態の現像装置1Aを示す。以下では、図7に示す第二実施形態の現像装置1Aにおいて、図3に示した第一実施形態の現像装置1と同一構成については同一符号を付して説明を省略する。
<Second embodiment>
As described above, in the first embodiment, the
図7に示すように、撹拌スクリュー140は、羽根14bが回転軸14aの周囲に形成されている第一搬送部141の上流に、搬送力低下部として返し部142を有する。返し部142は、回転軸14aの周囲に羽根14bと逆方向に巻かれた返し羽根14cが形成され、羽根14bと反対方向(つまり第一方向)に現像剤を搬送する返しスクリュー102である。返しスクリュー102は上述した円板部材101と同様に、第二連通口17の中央(図中直線O)よりも下流側(好ましくは第二連通口17よりも下流側)且つ現像スリーブ3のコート領域Mよりも上流側に配置される。本実施形態の場合、返しスクリュー102は第二連通口17の下流端から下流側に10mm程度離れた位置に配置されている。返しスクリュー102は、例えばスクリューピッチが20mmに、スクリュー外径が20mmに、回転軸線方向の長さが20mm(返しスクリュー102の一周分)に形成されている。
As shown in FIG. 7, the
返しスクリュー102は、第二連通口17を介して現像室11から撹拌室12に受け渡されて、撹拌スクリュー140により搬送される現像剤の一部を上流側に押し戻すことで、現像剤を一時的に溜めることができる。返しスクリュー102によって現像剤が溜められた場合、溜められた現像剤の一部が第二連通部171に達して、第二連通部171の現像剤量が従来に比較して増す。こうして、第二実施形態の現像装置1Aでは第一実施形態の場合と同様に、第二連通部171に現像剤を確保することができ、もって補給剤の補給に起因してトナー飛散が生じるのを抑制することができる。
The
<第三実施形態>
次に、第三実施形態の現像装置について、図8を用いて説明する。図8に示す第三実施形態の現像装置1Bにおいて、図3に示した第一実施形態の現像装置1と同一構成については同一符号を付して説明を省略する。
<Third embodiment>
Next, the developing device of the third embodiment will be described with reference to FIG. In the developing
図8に示すように、本実施形態の場合、撹拌スクリュー145は、第一搬送部141の上流側に第二搬送部146を有する。第二搬送部146は、下流側で第一搬送部141に隣接し、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に形成された螺旋状の羽根14bとを有する一条スクリューである。これに対し、第二搬送部146は回転軸14aと、回転軸14aに形成され、第一搬送部141よりも条数が多い螺旋状の羽根14dとを有する多条スクリュー103である。即ち、現像装置1Bでは、撹拌スクリュー14のスクリュー形状の一部を多条スクリュー103とした。本実施形態の場合、多条スクリュー103は例えば羽根14dが二条で、スクリューピッチが40mmに、スクリュー外径が20mmに、回転軸線方向の長さが20mmに形成された二条スクリューである。なお、多条スクリュー103の羽根14dの角度は、撹拌スクリュー14の羽根14bと略同じ角度であるのが好ましい。
As shown in FIG. 8, in the case of this embodiment, the stirring
多条スクリュー103は、第二連通口17(より詳しくは第二連通口17の下流端(図中直線Qで示す)の下流側且つ現像スリーブ3のコート領域Mよりも上流側に配置される。仮に多条スクリュー103が第二連通部171に入り込むように、つまり多条スクリュー103の上流側先端が第二連通口17の下流端よりも上流側に位置するように配置されると、多条スクリュー103により現像剤(また補給剤)が現像室11側に戻り得る。これは、多条スクリュー103の場合、一条スクリュー(第一搬送部141)に比較して径方向(長手方向に直交する方向)に働く力が強くなるからである。現像室11側に戻った現像剤(また補給剤)は、かぶり等の画像不良を生じさせ得るし、またトナー飛散を生じさせ得る。そのため、多条スクリュー103は第二連通口17よりも下流側に配置するのが好ましい。本実施形態の場合、多条スクリュー103は第二連通口17の下流端から下流側に10mm程度離れた位置に配置されている。
The
以上のように、本実施形態の現像装置1Bでは、撹拌スクリュー14のスクリュー形状の一部を多条スクリュー103(第二搬送部146)とした。多条スクリュー103を用いることで、補給された補給剤は多条スクリュー103によって従来に比較して現像剤が少なくても現像剤とより撹拌されやすく、また撹拌されながら素早く下流側へと搬送される。こうして補給剤が多条スクリュー103によってより多くの回数で撹拌されながら、第二連通部171から素早く撹拌室内に取り込まれるように搬送されるので、補給剤の補給に起因してトナー飛散が生じることが抑制され得る。また、多条スクリュー103により現像剤の撹拌性があがるので、キャリアの帯電性能を回復させやすい。
As described above, in the developing
<他の実施形態>
なお、上述した各実施形態では、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。
<Other embodiments>
In each of the above-described embodiments, an intermediate transfer method in which a toner image of each color is primarily transferred from the
なお、上述した各実施形態は、現像容器2が現像室11と撹拌室12とに水平方向に区画されている横撹拌型の現像装置、あるいは現像容器2が現像室11と撹拌室12とに上下方向に区画されている縦撹拌型の現像装置についても適用可能である。
In each of the above-described embodiments, the developing
1(1A、1B)・・・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(140、145)・・・第二搬送スクリュー(撹拌スクリュー)、15・・・隔壁、16・・・第一連通口、17・・・第二連通口、40・・・補給口、100・・・画像形成装置、101・・・搬送力低下部(規制部材、円板部材)、102・・・搬送力低下部(返しスクリュー)、103・・・多条スクリュー、M・・・担持領域(コート領域)
1 (1A, 1B) ... developing device, 2 ... developing container, 3 ... developer carrier (developing sleeve), 11 ... first chamber (developing chamber), 12 ... second Chamber (stirring chamber), 13 ... first conveying screw (developing screw), 14 (140, 145) ... second conveying screw (stirring screw), 15 ... partition wall, 16 ...
Claims (6)
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し、前記第二室に補給口が形成されている現像容器と、
前記第一室に設けられ、第一方向に現像剤を搬送する第一搬送スクリューと、
前記第二室に設けられ、前記第一方向と反対の第二方向に現像剤を搬送すると共に、前記補給口から補給される補給剤を前記第二方向に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で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、前記補給口よりも前記第二方向下流側且つ前記担持領域よりも前記第二方向上流側で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、前記第二連通口の前記第二方向中央よりも前記第二方向下流側且つ前記担持領域よりも前記第二方向上流側に、前記担持領域よりも現像剤搬送力を低下させる搬送力低下部を有する、
ことを特徴とする現像装置。 A developer carrying body that has a carrying area for carrying the developer, and carries and rotates the developer; and
A first chamber for supplying a developer to the developer carrier, and a second chamber for forming a developer circulation path in the first chamber and collecting the developer from the developer carrier, A developing container in which a supply port is formed in the second chamber;
A first conveying screw provided in the first chamber for conveying the developer in a first direction;
A second conveying screw that is provided in the second chamber, conveys the developer in a second direction opposite to the first direction, and conveys the replenisher replenished from the replenishing port in the second direction;
A first communication port that separates the first chamber and the second chamber in the developing container and delivers developer from the second chamber to the first chamber on the downstream side in the second direction; and the supply port A partition wall having a second communication port for transferring the developer from the first chamber to the second chamber on the downstream side in the second direction and on the upstream side in the second direction with respect to the carrying region.
The second conveying screw has a developer conveying force more than the carrying area on the downstream side in the second direction from the center in the second direction of the second communication port and on the upstream side in the second direction from the carrying area. It has a conveyance power reduction part to reduce,
A developing device.
ことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。 The conveyance force reduction unit is a regulating member that regulates a part of the developer conveyed in the second direction.
The developing device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。 The transport force reduction unit is a return screw that transports a part of the developer transported in the second direction opposite to the second direction.
The developing device according to claim 1.
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し、前記第二室に補給口が形成されている現像容器と、
前記第一室に設けられ、第一方向に現像剤を搬送する第一搬送スクリューと、
前記第二室に設けられ、前記第一方向と反対の第二方向に現像剤を搬送すると共に、前記補給口から補給される補給剤を前記第二方向に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で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、前記補給口よりも前記第二方向下流側且つ前記担持領域よりも前記第二方向上流側で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、前記第二連通口よりも前記第二方向下流側且つ前記担持領域よりも前記第二方向上流側に、前記担持領域よりも条数が多い多条スクリューを有する、
ことを特徴とする現像装置。 A developer carrying body that has a carrying area for carrying the developer, and carries and rotates the developer; and
A first chamber for supplying a developer to the developer carrier, and a second chamber for forming a developer circulation path in the first chamber and collecting the developer from the developer carrier, A developing container in which a supply port is formed in the second chamber;
A first conveying screw provided in the first chamber for conveying the developer in a first direction;
A second conveying screw that is provided in the second chamber, conveys the developer in a second direction opposite to the first direction, and conveys the replenisher replenished from the replenishing port in the second direction;
A first communication port that separates the first chamber and the second chamber in the developing container and delivers developer from the second chamber to the first chamber on the downstream side in the second direction; and the supply port A partition wall having a second communication port for transferring the developer from the first chamber to the second chamber on the downstream side in the second direction and on the upstream side in the second direction with respect to the carrying region.
The second conveying screw has a multi-thread screw having a larger number of threads than the supporting area on the downstream side in the second direction than the second communication port and on the upstream side in the second direction than the supporting area.
A developing device.
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の現像装置。 The second conveying screw is disposed below the first conveying screw so that at least a part of the second conveying screw overlaps with the first conveying screw when viewed from the horizontal direction.
The developing device according to claim 1, wherein
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。 The first conveying screw has a developer conveying speed slower than that of the second conveying screw,
The developing device according to claim 1, wherein:
Priority Applications (1)
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