JP2019109341A - Developing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に設けられる現像装置に関する。 The present invention relates to a developing device provided in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer.
複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置では、感光体の表面に静電潜像を形成し、現像装置により感光体に対して現像剤を供給して静電潜像を現像する。その後、感光体に形成されたトナー像を用紙等の記録材に転写し、定着装置により定着する。 In an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine and a printer, an electrostatic latent image is formed on the surface of a photosensitive member, and a developing agent supplies a developer to the photosensitive member to develop the electrostatic latent image. Thereafter, the toner image formed on the photosensitive member is transferred to a recording material such as paper, and fixed by a fixing device.
図3(c)、図4(b)及び図5を用いて比較例の現像装置について説明する。図1に示す電子写真方式の画像形成装置6では、現像剤(トナー)が使用されている。画像形成装置6では、画像形成に伴い現像装置114内の現像剤が消費される。消費された現像剤を補給するために、トナーボトル50からホッパー41に現像剤が供給される。更に、ホッパー41から図3(c)及び図4(b)に示す現像装置114内に設けられた搬送路114cの現像剤の搬送方向の上流側に設けられた補給口114bを介して搬送路114c内に現像剤が供給される。
The developing device of the comparative example will be described using FIGS. 3 (c), 4 (b) and 5. In the electrophotographic image forming apparatus 6 shown in FIG. 1, a developer (toner) is used. In the image forming apparatus 6, the developer in the developing
搬送路114c内に補給された現像剤は、搬送路114c内に回転可能に設けられた搬送スクリュー114dにより搬送路114cの長手方向に搬送される。搬送スクリュー114dは、ホッパー41から本体トナー搬送路60により接続された補給口114bを介して搬送路114c内に供給された現像剤を搬送路114cの長手方向に略均一に供給するように制御されている。搬送路114cと撹拌室20との間には、搬送路114cの長手方向に沿って規制壁114eが設けられている。規制壁114eには、搬送路114cから該搬送路114cの現像剤の搬送方向に沿って撹拌室20内に落下していく現像剤の量を規制する上縁部114fが設けられている。
The developer replenished in the
上縁部114fは、図5に示すように、搬送路114cの現像剤の搬送方向の上流側からか下流側に向かって徐々に高さが低くなるように傾斜している。搬送路114cに沿って設けられた規制壁114eの上縁部114fを上流側から現像剤が逐次乗り越えて少量ずつ撹拌室20内に落下する。落下せずに残った現像剤は、搬送スクリュー114dにより搬送路114c内を更に下流側に搬送され、その搬送先で規制壁114eの上縁部114fを超えて撹拌室20内に落下する。これが繰り返されることで、ホッパー41から搬送路114c内に補給された現像剤は、搬送路114cの長手方向に所定の分布を持って供給される。この分布を「落下量分布」という。
As shown in FIG. 5, the
撹拌室20内に落下した現像剤は、撹拌室20内に回転可能に設けられた撹拌部材114gにより新旧の現像剤が撹拌され、現像剤担持体となる現像スリーブ114aに向けて搬送される。現像スリーブ114aの表面に担持された現像剤は、現像剤層規制部材114kにより層厚が規制され、感光ドラム112の表面上に形成された静電潜像に供給されてトナー像として現像される。
The developer dropped into the
搬送路114cの規制壁114eの上縁部114fを超えて撹拌室20内に落下した現像剤は、撹拌部材114gにより所定の方向に搬送されつつ新旧現像剤が撹拌される。搬送路114cの規制壁114eの上縁部114fを超えて撹拌室20内に落下する現像剤は、搬送路114cの長手方向に所定の分布を持って撹拌室20内に落下する。
The developer that has dropped into the stirring
このため撹拌部材114gの回転軸114g1方向に現像剤を搬送しつつ撹拌しなければ、撹拌部材114gの回転軸114g1方向においても現像剤の不均一が発生し、現像装置114内の現像剤のトナー諸物性にムラが生じてしまう。例えば、搬送路114cの現像剤の搬送方向上流側で撹拌室20内に積極的に現像剤を落下させた場合は、搬送路114cの現像剤の搬送方向下流側の撹拌室20内に古い現像剤が多く堆積することになる。
For this reason, if the developer is not conveyed while being conveyed in the direction of the rotary shaft 114g1 of the
そのため搬送路114cの現像剤の搬送方向下流側の撹拌室20内に堆積した古い現像剤が耐久劣化し、所望の帯電量が得られず、トナー濃度薄等の現像不良を引き起こしてしまう。また、搬送路114cの現像剤の搬送方向上流側で撹拌室20内に積極的に補給された新しい現像剤は、表面に摩擦帯電を促進させる外添剤や流動性を向上させる外添剤が多く添加されている。
As a result, the old developer deposited in the
それらの外添剤が現像剤の供給と共に遊離して搬送路114cの現像剤の搬送方向上流側の撹拌室20内には遊離外添剤が多くなる傾向がある。その遊離外添剤が撹拌部材114gの回転により撹拌室20から現像室114i内に搬送され、現像室114i内に設けられた現像スリーブ114aの表面上に強付着し、現像スリーブ114aの表面上に所望の現像剤が担持出来なくなる等の問題が生じていた。
Those external additives are liberated along with the supply of the developer, and the amount of the liberated external additive tends to increase in the stirring
特許文献1では、図5に示すように、規制壁114eの上縁部114fの高さが搬送路114cの現像剤の搬送方向上流側から下流側に向かって低くなるように傾斜している。更に、規制壁114eの上縁部114fの高さが低くなるに従って上縁部114fの面幅Wが広くなるように形成されている。このため規制壁114eの上縁部114fの高さが低くなっている位置ほど規制壁114eの上縁部114fの面幅W上に積層される現像剤の高さが高くなるように形成される。
In
これにより搬送路114c内を搬送される現像剤が規制壁114eの上縁部114fの面幅W上に積層され、上縁部114fの面幅W上に積層された現像剤自身により現像剤規制壁が形成される。これにより搬送路114c内を搬送される現像剤は、現像剤自身で上縁部114fの面幅W上に積層されて形成した現像剤規制壁を乗越えるようにして撹拌室20内に落下しながら搬送路114c内を長手方向に搬送される。
Thus, the developer conveyed in the
これにより使用環境に応じて現像剤の凝集度が変化した場合は、上縁部114fの面幅W上に積層されて形成される現像剤自身による現像剤規制壁の高さが変化する。そして、搬送路114cから撹拌室20内に落下する現像剤の落下量分布を搬送路114cの長手方向で均一に制御することが可能となる。
As a result, when the cohesion degree of the developer changes according to the use environment, the height of the developer regulating wall by the developer itself which is formed by being laminated on the surface width W of the
特許文献1では、規制壁114eの上縁部114fの面幅W上に現像剤自身により現像剤規制壁を形成している。このため現像剤の凝集度のばらつきや動作時の振動の影響により規制壁114eの上縁部114fの面幅W上に現像剤自身により形成される現像剤規制壁が崩れる場合がある。また、現像剤規制壁を形成している現像剤の入れ替わり時に現像剤自身により形成される現像剤規制壁の高さが変化する。
In
これにより搬送路114cの長手方向における現像剤の落下量分布に偏りが発生する。このように現像剤の落下量分布を均一化しきれない場合は、撹拌室20内に落下した現像剤を撹拌部材114gで撹拌しても撹拌部材114gの回転軸114g1方向において現像剤量を均一にすることが出来ない。このため撹拌室20内の撹拌部材114gの回転軸114g1方向の現像剤の撹拌が不均一となる。
As a result, the distribution of the falling amount of developer in the longitudinal direction of the
撹拌室20内の撹拌部材114gの回転軸114g1方向における現像剤の撹拌が不均一である場合には、画像形成時の画像濃度の一様性に影響する。図6に示すように、撹拌羽根114g4にスリット114g2,114g3や開口を設けて現像剤の撹拌部材114gの回転軸114g1方向への移動を促すことも考えられる。しかし、それだけでは、撹拌室20内の現像剤の撹拌が不十分となる場合があり、出力画像に濃度ムラが生じたり濃度低下等の画像不良を引き起こしたりするという課題があった。
If the developer is not uniformly stirred in the direction of the
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、現像剤の流動性を向上させることができる現像装置を提供するものである。 The present invention solves the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a developing device capable of improving the flowability of a developer.
前記目的を達成するための本発明に係る現像装置の代表的な構成は、現像剤を収容する現像容器と、現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の軸方向に沿って回転可能に設けられ、前記現像容器内の現像剤を撹拌する撹拌部材と、前記撹拌部材の先端部の回転軌跡に沿った前記現像容器の外側に設けられた磁石と、を有することを特徴とする。 A representative configuration of a developing device according to the present invention for achieving the above object is a developing container for containing a developer, a developer carrier for carrying a developer, and an axial direction of the developer carrier. And a stirring member for stirring the developer in the developing container, and a magnet provided on the outside of the developing container along the rotation trajectory of the tip of the stirring member. I assume.
本発明によれば、現像剤の流動性を向上させることができる。 According to the present invention, the flowability of the developer can be improved.
図により本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置の一実施形態を具体的に説明する。尚、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対位置等は、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更可能である。 An embodiment of an image forming apparatus provided with a developing device according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings. The dimensions, materials, shapes, relative positions, etc. of the components described in the following embodiments can be appropriately changed according to the configuration of the apparatus to which the present invention is applied and various conditions.
<画像形成装置>
図1及び図2を用いて本発明に係る現像装置114を備えた画像形成装置6の構成について説明する。図1は、画像形成装置6の構成を示す断面説明図である。図2は、画像形成装置6の制御部8の構成を示すブロック図である。図1に示す画像形成装置6は、例えば、有機感光体からなる像担持体となる感光ドラム112を有する。図1の反時計回り方向に回転する感光ドラム112の表面は、帯電手段となる帯電ローラ2により一様に帯電される。
<Image forming apparatus>
The configuration of the image forming apparatus 6 provided with the developing
図2に示す画像信号処理部109から送られた画像情報に基づいて露光手段となるレーザスキャナ108からレーザ光を放射し、図示しないポリゴンミラー及び反射ミラーを介して一様に帯電した感光ドラム112の表面に露光を行う。これにより感光ドラム112の表面に静電潜像を形成する。感光ドラム112の表面に形成された静電潜像に対して現像手段となる現像装置114に設けられた現像剤を担持する現像剤担持体となる現像スリーブ114aにより現像剤(トナー)を供給する。これにより感光ドラム112の表面にトナー像が現像される。
A
現像スリーブ114aの表面に担持された現像剤は、現像スリーブ114aが図1の時計回り方向に回転する際に現像剤層規制部材114kにより層厚が規制される。感光ドラム112の表面に形成された静電潜像に現像剤を供給して現像剤像(トナー像)として現像する際には、図示しない現像バイアス電源から現像スリーブ114aに現像バイアスが印加される。この現像バイアスが印加された現像スリーブ114aと、感光ドラム112の表面との間に形成される電位差により現像スリーブ114aの表面に担持された現像剤が感光ドラム112の表面上の静電潜像に向かって飛翔する。この現像剤の飛翔を現像という。
The layer thickness of the developer carried on the surface of the developing
一方、給送トレイ7内に収容された紙等の記録材が図示しない給送手段により感光ドラム112と、転写手段となる転写ローラ4とにより形成される転写ニップ部Nに搬送される。図示しない転写バイアス電源から転写ローラ4に転写バイアスが印加されることにより感光ドラム112の表面に担持されたトナー像が記録材に転写される。転写されずに感光ドラム112の表面に残留したトナーは、クリーニング手段となるクリーナ22に設けられたクリーニングブレード22aにより掻き取られて回収される。
On the other hand, a recording material such as paper stored in the
転写ニップ部Nにおいてトナー像が転写された記録材は、定着手段となる定着装置5に搬送され、定着装置5に設けられた加熱ローラと加圧ローラとにより挟持搬送される過程でトナー像が加熱されて溶融し、記録材に熱定着される。トナー像が定着された記録材は、図示しない搬送手段により搬送されて排出部9上に排出される。上記画像形成手段により記録材に画像を形成する。図1に示す40は、原稿画像を読み取る画像読取装置である。
The recording material to which the toner image has been transferred at the transfer nip portion N is conveyed to the
<制御部>
次に、図2を用いて画像形成装置6の制御部8の構成について説明する。図2に示すように、制御手段となるCPU(Central Processing Unit;中央演算装置)100には、記憶手段となるROM(Read Only Memory;リードオンリメモリ)101が接続されている。更に、CPU100には、記憶手段となるRAM(Randam AccessMemory;ランダムアクセスメモリ)102が接続されている。更に、CPU100には、表示部103、画像信号処理部109、駆動制御部110、検出部111等が接続されている。
<Control unit>
Next, the configuration of the control unit 8 of the image forming apparatus 6 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, a ROM (Read Only Memory; read only memory) 101 as a storage means is connected to a CPU (Central Processing Unit; central processing unit) 100 as a control means. Further, a RAM (Randam Access Memory; random access memory) 102 serving as a storage unit is connected to the
CPU100は、各種の演算処理等を行う。また、ROM101には、画像形成のための各種の制御プログラムが記憶されている。また、RAM102には、制御プログラム実行中の各種データ等が一時的に記憶される。また、表示部103には、画像形成装置6の動作状態や操作メッセージ、或いは、トナーエンド状態やニアエンド状態である旨等が表示される。
The
検出部111には、図4(a)に示す現像装置114に設けられた現像スリーブ114a(現像剤担持体)の軸方向に沿って現像剤を搬送する搬送路114c内の現像剤を検出するトナーセンサ13が設けられている。更に、検出部111には、現像装置114に設けられた撹拌室20内の現像剤を検出するトナーセンサ114sが設けられている。
The
CPU100は、トナーセンサ13,114sからそれぞれ出力される出力電圧に基づいて、搬送路114c内の現像剤残量と、撹拌室20内の現像剤残量とを検出する。また、検出部111には、画像形成装置6が設置された環境温度や湿度を検出する環境センサ115と、画像形成装置6内のジャム処理やトナーボトル50の交換やメンテナンスの際に開閉するドアの開閉状態を検出するドア開閉センサ116が設けられている。
The
駆動制御部110は、図1に示すトナーボトル50の外周面に設けられた図示しない駆動ギアを介してトナーボトル50に回転力を付与する駆動源としてのボトルモータ10を駆動制御する。更に、駆動制御部110は、図1に示すトナーボトル50と現像装置114のトナーの補給口114bとを接続する本体トナー搬送路60の内部に回転可能に設けられた図示しないトナー搬送スクリューを回転駆動する動力源として駆動制御する。
The
搬送スクリュー114dの回転軸114d1の外周面上には、螺旋状羽根114d2が設けられており、この螺旋状羽根114d2の回転により現像剤を搬送する。更に、駆動制御部110は、駆動源としてのメインモータ3を駆動制御する。メインモータ3は、感光ドラム112、撹拌室20内に回転軸114g1を中心に回転可能に設けられた撹拌部材114g、現像室114i内に回転可能に設けられた現像スリーブ114a等を回転駆動する。撹拌部材114gは、現像スリーブ114a(現像剤担持体)の軸方向に沿って回転軸114g1を中心に回転可能に設けられ、現像容器114nの撹拌室20内(現像容器内)の現像剤を撹拌する。
A spiral blade 114d2 is provided on the outer peripheral surface of the rotation shaft 114d1 of the
画像信号処理部109は、画像データ取込部104と接続され、画像データ取込部104から取り込まれた画像データをビデオ信号に変換する。そして、このビデオ信号をレーザ駆動パルスに変換してレーザスキャナ108に送信する。画像データ取込部104は、複製機能等に用いられる画像読取装置40、外部機器が出力する画像データを受信するプリンタインターフェース106、電話回線網から画像データを受信するモデム107を有して構成されている。画像データ取込部104は、これらを介して画像データを画像形成装置6に取り込む。
The image
<現像剤>
次に、本実施形態で使用する現像剤について説明する。本実施形態で使用する現像剤は、粉砕方式による磁性一成分現像剤で、樹脂を母材として磁性体を内包しており、現像剤粒径は、5μm以上、10μm以下程度、現像剤帯電量は、−5μC/g〜−20μC/g程度である。
<Developer>
Next, the developer used in the present embodiment will be described. The developer used in this embodiment is a magnetic one-component developer based on a pulverizing method and contains a magnetic material with a resin as a base material, and the developer particle size is about 5 μm to 10 μm, and the developer charge amount Is about -5 μC / g to -20 μC / g.
<現像装置>
次に、図3(a),(b)及び図4(a)を用いて、本発明に係る現像装置114の構成について説明する。図3(a),(b)は、現像装置114の内部構成を示す斜視説明図である。図4(a)は、現像装置114の長手方向に対して直交する方向に切断した断面説明図である。図3(a),(b)及び図4(a)に示すように、現像装置114の前端部分(図3(a),(b)の下方,図4(a)の左側)には、現像剤担持体としての現像スリーブ114aが回転可能に設けられている。
<Developer>
Next, the configuration of the developing
現像装置114の後端部分(図3(a),(b)の上方、図4(a)の右側)には、現像スリーブ114aの軸方向に沿って(図3(a),(b)の右側から左側に向けて)、現像剤を搬送する搬送路114cが設けられている。図4(a)に示すように、搬送路114cの底面114c1は、断面円弧状に形成されている。
At the rear end portion of the developing device 114 (upper side in FIGS. 3A and 3B, right side in FIG. 4A), along the axial direction of the developing
搬送路114cの現像剤の搬送方向上流側(図3(a),(b)の右側)には、開口からなる補給口114bが設けられている。補給口114bの上方には、図1に示すように、ホッパー41に接続された本体トナー搬送路60の排出口が接続されている。トナーボトル50からホッパー41内に供給された現像剤は、本体トナー搬送路60内に設けられた図示しない搬送スクリューにより搬送されて現像装置114の搬送路114cの補給口114bから搬送路114c内に補給される。
A replenishing
<現像剤の補給動作>
次に、図10を用いて、現像剤の補給動作について説明する。図10のステップS1において、画像形成装置6本体の電源を投入する。そして、ステップS2において、ユーザが操作部11を操作して通常の画像形成動作を開始する。次に、ステップS3において、現像装置114が駆動されて画像形成に応じて現像剤が消費される。
<Developer supply operation>
Next, the developer replenishment operation will be described with reference to FIG. In step S1 of FIG. 10, the power of the main body of the image forming apparatus 6 is turned on. Then, in step S2, the user operates the
次に、ステップS4において、CPU100は、現像装置114の撹拌室20内の現像剤残量を検出するトナーセンサ114sの検出結果に基づいて、撹拌室20内の現像剤の有無を判定する。ステップS4において、トナーセンサ114sにより撹拌室20内に現像剤が有ることを検出する。その場合は、ステップS5に進んで、CPU100は、ホッパー41内の現像剤残量を検出するトナーセンサ41aの検出結果に基づいて、ホッパー41内の現像剤の有無を判定する。
Next, in step S4, the
ステップS5においてトナーセンサ41aによりホッパー41内に現像剤が無いことを検出する。その場合は、ステップS7に進んで、CPU100は、駆動制御部110によりボトルモータ10を回転駆動させてトナーボトル50からホッパー41内に現像剤を供給した後、CPU100は、処理を終了する。
In step S5, the
ステップS5において、トナーセンサ41aによりホッパー41内に現像剤が有ることを検出した場合は、CPU100は、処理を終了する。ステップS4において、トナーセンサ114sにより撹拌室20内に現像剤が無いことを検出する。その場合は、ステップS6に進んで、CPU100は、ホッパーモータ12を回転駆動して、ホッパー41から本体トナー搬送路60を経由して現像装置114に設けられた補給口114bから搬送路114c内に現像剤を供給する。
In step S5, when the
その後、ステップS5に進んで、CPU100は、トナーセンサ41aの検出結果に基づいて、ホッパー41内の現像剤の有無を判定する。ステップS5において、ホッパー41内の現像剤が無いことを検出した場合はステップS7に進んで、CPU100は、ボトルモータ10を回転駆動させてトナーボトル50からホッパー41内に現像剤を供給した後、処理を終了する。
Thereafter, the process proceeds to step S5, and the
<搬送路>
次に、図3(a),(b)、図4(a)及び図5を用いて、現像装置114に設けられる搬送路114cの構成について説明する。図5は、搬送路114cの規制壁114eの上縁部114fの構成を示す斜視説明図である。図3(a),(b)に示すように、現像装置114に設けられる搬送路114cの内部には、搬送スクリュー114dが設けられている。搬送スクリュー114dは、搬送路114cに連通される補給口114bが設けられた側である現像剤の搬送方向上流側(図3(a),(b)の右側)から下流側(図3(a),(b)の左側)に向かって現像剤を搬送する搬送手段として構成される。
<Transport path>
Next, the configuration of the
<搬送スクリュー>
搬送スクリュー114dは、回転軸114d1の外周面上に一枚の連続する螺旋状羽根114d2が設けられている。本実施形態の搬送スクリュー114dは、螺旋状羽根114d2の外径が16mm、回転軸114d1の外径が6mm、回転軸114d1に沿った螺旋状羽根114d2のピッチが20mmに設定されている。螺旋状羽根114d2は、傾斜面となっており、螺旋状羽根114d2の外表面と、回転軸114d1の外周面とがなす傾斜角度は、108°である。
<Conveying screw>
The conveying
CPU100は、駆動制御部110により搬送路モータ113を回転駆動して搬送スクリュー114dの回転軸114d1を回転させる。これにより補給口114bから搬送路114c内に補給された現像剤が螺旋状羽根114d2の回転に伴って現像剤の搬送方向上流側(図3(a),(b)の右側)から下流側(図3(a),(b)の左側)に向かって搬送される。
The
現像装置114の現像スリーブ114aはメインモータ3からクラッチを介して回転駆動される。現像容器114n内に設けられた撹拌部材114g、および搬送スクリュー114dは現像スリーブ114aと図示しない複数のギアを介して接続され、現像スリーブ114aが回転駆動することで撹拌部材114gと搬送スクリュー114dも回転駆動する。
The developing
搬送スクリュー114dが回転することで搬送路114c内の現像剤を現像スリーブ114aの軸方向に沿って搬送する。搬送路114c内の搬送途中にある現像剤は、搬送路114cの規制壁114eの上縁部114fを乗り越えて撹拌室20内に落下する。
The developer in the
<規制壁>
次に、図5を用いて規制壁114eの構成について説明する。図5に示すように、現像剤が落下する搬送路114cの前端側(図3(a),(b)の下方,図4(a)の左側)の縁部には、搬送路114cの現像剤の搬送方向に沿って規制壁114eが上方に立ち上がるように設けられている。規制壁114eには、搬送路114cの現像剤の搬送方向に沿って搬送路114cから撹拌室20内に落下していく現像剤の落下量(現像剤の量)を規制する上縁部114fが設けられている。
<Restricted wall>
Next, the configuration of the
図5に示すように、規制壁114eの上縁部114fは、搬送路114cの現像剤の搬送方向において上流側から下流側に向かって徐々に高さが低くなるように傾斜している。搬送路114cの上縁部114fの面幅(現像剤の搬送方向に直交する前後方向における面の幅)Wは、現像剤の搬送方向において上流側から下流側に向かって徐々に拡大するように形成されている。これにより規制壁114eの上縁部114fは、現像剤の搬送方向上流側(図5の右側)が高く、下流側(図5の左側)が低くなり、且つ、高さが低くなるに従って規制壁114eの上縁部114fの面幅Wが広くなるように形成されている。
As shown in FIG. 5, the
<撹拌部材>
次に、図6を用いて、撹拌部材114gの構成について説明する。図6は、撹拌部材114gの構成を示す正面図である。図6に示す撹拌部材114gは、樹脂により形成された回転軸114g1と、貫通穴からなるV字形状の複数のスリット114g2,114g3が設けられたシート状の撹拌羽根114g4とを両面テープにより貼り合わせて構成されている。
<Agitating member>
Next, the configuration of the stirring
撹拌羽根114g4には、撹拌羽根114g4の長手方向の左右両端部から中央部に向けて、それぞれ突形状に配置されたV字形状の複数のスリット114g2,114g3が所定の間隔で並べられている。撹拌部材114gは、回転軸114g1を回転中心として回転することで撹拌羽根114g4により撹拌室20内の現像剤を撹拌しつつ現像剤を現像スリーブ114aが設けられた現像室114iに搬送する。また、撹拌部材114gは、回転時に撹拌羽根114g4の先端部114g5が撹拌室20の内壁付近を通過するように構成されている。他に、撹拌部材114gは、回転時に撹拌羽根114g4の先端部114g5が撹拌室20の内壁に当接摺動するように構成されていても良い。
In the stirring blade 114g4, a plurality of V-shaped slits 114g2 and 114g3 arranged in a projecting shape are arranged at predetermined intervals from the left and right ends to the central portion of the stirring blade 114g4 in the longitudinal direction. The stirring
<磁石>
次に、図7〜図9を用いて、撹拌室20内に収容され、撹拌部材114gにより撹拌搬送される現像剤の搬送方向を磁力の吸引力により誘導する磁石114hの構成について説明する。図7(a)は、現像剤を収容する撹拌室20に対応する現像容器114nの外面114n1(外側)に磁性体からなる現像剤を磁力により吸引して誘導する磁石114hを取り付けた現像装置114の構成を示す断面説明図である。図7(b)は、現像剤を収容する撹拌室20に対応する現像容器114nの外面114n1(外側)に磁性体からなる現像剤を磁力により吸引して誘導する磁石114hを取り付けた現像装置114の構成を示す平面説明図である。
<Magnet>
Next, with reference to FIGS. 7 to 9, the configuration of the
図8(a)は、現像剤を収容する撹拌室20に対応する現像容器114nの外面114n1(外側)に磁性体からなる現像剤を磁力により吸引して誘導する磁石114hを取り付けた他の現像装置114の構成を示す断面説明図である。図8(b)は、現像剤を収容する撹拌室20に対応する現像容器114nの外面114n1(外側)に磁性体からなる現像剤を磁力により吸引して誘導する磁石114hを取り付けた他の現像装置114の構成を示す平面説明図である。図9(a),(b)は、磁石114hの形状を示す平面図及び正面図である。
FIG. 8A shows another development in which a
本実施形態で使用する現像剤は、磁性一成分現像剤で、樹脂を母材として磁性体を内包している。このため磁性体からなる現像剤は、磁石114hの磁力により吸引されて搬送方向が誘導される。磁石114hは、撹拌室20内に回転軸114g1を中心に回転可能に設けられた撹拌部材114gの撹拌羽根114g4の先端部114g5の回転軌跡1に沿った現像容器114nの外面114n1(外側)に設けられる。
The developer used in the present embodiment is a magnetic one-component developer and contains a magnetic material with a resin as a base material. For this reason, the developer made of a magnetic substance is attracted by the magnetic force of the
本実施形態の磁石114hは、ナイロン系フェライト磁石等の永久磁石を採用している。図9(a),(b)に示す磁石114hは、ナイロン系フェライト磁石で構成される。磁石114hは、図9(a)に示すように、長手方向の長さが310mm、幅が5mmである。更に、図9(b)に示すように、磁石114hの長手方向において、高い方の端部114h2の高さが10mm、低い方の端部114h3の高さが2mmに設定されている。
The
図7及び図8に示すように、図9(a),(b)に示す磁石114hを、現像容器114nの撹拌部材114gの回転軸114g1方向に沿って撹拌室20を構成する現像容器114nの外面114n1に取り付ける。その際に、図7(a),(b)及び図8(a),(b)に示すように、磁石114hの長手方向は、撹拌部材114gの回転方向(図7(b)及び図8(b)の上下方向)に対して所定の角度θで傾斜している。本実施形態では、角度θが45度に設定されている。
As shown in FIGS. 7 and 8, the
本実施形態の撹拌部材114gは、回転軸114g1を中心に図7(a)及び図8(a)の時計回り方向に回転する。本実施形態の磁石114hは、図7(a),(b)及び図8(a),(b)に示すように、現像容器114nの撹拌室20の外面114n1に設けられる。
The stirring
磁石114hは、撹拌部材114gの回転方向上流側(図7(b)及び図8(b)の上側)に磁石114hの高い方の端部114h2を配置する。そして、撹拌部材114gの回転方向下流側(図7(b)及び図8(b)の下側)に磁石114hの低い方の端部114h3を配置する。これにより磁石114hは、撹拌部材114gの回転方向上流側(図7(b)及び図8(b)の上側)の磁力が強く、撹拌部材114gの回転方向下流側(図7(b)及び図8(b)の下側)に向かって磁力が弱くなるように設定されている。
The
本実施形態の磁石114hの磁力は、撹拌室20を構成する現像容器114nの外面114n1から20mm離間した位置で、1mT以上、20mT以下程度の磁力を発生する。撹拌室20を構成する現像容器114nの外面114n1から20mm離間した位置とは、磁石114hの現像容器114nの外面114n1側の表面114h1からの距離が20mmである。
The magnetic force of the
図11は、磁石114hの長手方向における磁力分布を示す図である。本実施形態では、図11のグラフaに示すように、磁石114hの高さが10mmの高い方の端部114h2付近の磁力は、撹拌室20を構成する現像容器114nの外面114n1から20mm離間した位置で5mTである。また、磁石114hの高さが2mmの低い方の端部114h3付近の磁力は、撹拌室20を構成する現像容器114nの外面114n1から20mm離間した位置で2mTである。
FIG. 11 is a diagram showing the magnetic force distribution in the longitudinal direction of the
補給口114bから搬送路114c内に補給された現像剤は、規制壁114eの上縁部114fを超えて撹拌室20内に落下する。撹拌室20内に収容された現像剤は、回転軸114g1を中心に回転する撹拌部材114gにより撹拌搬送される。その際に、磁石114hの磁力により磁性体からなる現像剤を吸引して現像剤の搬送方向を誘導する。
The developer replenished from the replenishing
<磁石の取付位置>
次に、図7及び図8を用いて、撹拌室20内の現像剤の搬送方向を誘導する磁石114hの取付位置について説明する。本実施形態の撹拌部材114gは、回転軸114g1を中心に図7(a)及び図8(a)の時計回り方向に回転する。本実施形態の磁石114hは、図7(a),(b)及び図8(a),(b)に示すように、現像容器114nの撹拌室20の外面114n1に設けられる。
<Mounting position of magnet>
Next, with reference to FIGS. 7 and 8, the mounting position of the
磁石114hは、撹拌部材114gの回転方向上流側(図7(b)及び図8(b)の上側)から下流側(図7(b)及び図8(b)の下側)に向けて、磁石114hの磁力が徐々に低くなるように配置される。磁石114hの長手方向は、撹拌部材114gの回転方向(図7(b)及び図8(b)の上下方向)に対する角度θが45度に設定されている。
The
図3(a)及び図7(a),(b)は、搬送路114cの現像剤の搬送方向において中央から上流側のみに現像容器114nの撹拌室20の外面114n1に磁石114hを2列平行に配置した一例である。搬送路114cの現像剤の搬送方向上流側(図7(b)の右側)に磁石114hの高さが10mmの高い方の端部114h2が設けられる。そして、搬送路114cの現像剤の搬送方向下流側(図7(b)の左側)に磁石114hの高さが2mmの低い方の端部114h3が設けられる。
3 (a), 7 (a), and 7 (b), two
図3(b)及び図8(a),(b)に示すように、搬送路114cの現像剤の搬送方向において中央から上流側の磁石114hの傾斜方向を考慮する。また、搬送路114cの現像剤の搬送方向において中央から下流側の磁石114hの傾斜方向を考慮する。両者の磁石114hの傾斜方向は、搬送路114cの現像剤の搬送方向中央部を境にして対称的に配置される。
As shown in FIGS. 3B and 8A and 8B, the inclination direction of the
即ち、図3(b)及び図8(a),(b)に示すように、搬送路114cの現像剤の搬送方向において中央から上流側の磁石114hを考慮する。磁石114hは、図7(a),(b)と同様に、搬送路114cの現像剤の搬送方向において中央から上流側(図8(b)の右側)に現像容器114nの撹拌室20の外面114n1に磁石114hを2列平行に配置した。
That is, as shown in FIGS. 3B and 8A and 8B, the
このとき、磁石114hは、搬送路114cの現像剤の搬送方向上流側(図8(b)の右側)に高さが10mmの高い方の端部114h2が設けられる。また、搬送路114cの現像剤の搬送方向下流側(図8(b)の左側)に高さが2mmの低い方の端部114h3が設けられる。
At this time, the
更に、搬送路114cの現像剤の搬送方向において中央から下流側にも現像容器114nの撹拌室20の外面114n1に磁石114hを2列平行に配置した。搬送路114cの現像剤の搬送方向において中央から下流側の磁石114hを考慮する。磁石114hは、搬送路114cの現像剤の搬送方向下流側(図8(b)の左側)に高さが10mmの高い方の端部114h2が設けられる。そして、搬送路114cの現像剤の搬送方向上流側(図8(b)の右側)に高さが2mmの低い方の端部114h3が設けられる。
Furthermore, two
図7(a),(b)及び図8(a),(b)に示すように、現像容器114nの撹拌室20の外面114n1に設けられた磁石114hの磁力による吸引力により磁性体からなる現像剤の搬送方向を誘導する。
As shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b) and FIGS. 8 (a) and 8 (b), the magnetic substance is made of magnetic material by the attraction force of the
搬送路114cの補給口114bから補給された現像剤は、規制壁114eの上縁部114fを超えて撹拌室20内に落下する。その後、撹拌室20内に収容された現像剤は、回転軸114g1を中心に図7(a)及び図8(a)の時計回り方向に回転する撹拌部材114gにより撹拌搬送される。撹拌室20内に収容された磁性体からなる現像剤の搬送方向を各磁石114hの磁力により吸引して誘導する。各磁石114hの磁力による吸引力は、撹拌部材114gにより撹拌搬送される磁性体からなる現像剤の搬送力を補強する方向に作用すると共に、撹拌室20内の現像剤の均一化を図る。
The developer replenished from the replenishing
図7(a),(b)に示された現像容器114nの撹拌室20の外面114n1に設けられた磁石114hの磁力により撹拌室20内に収容された磁性体からなる現像剤に吸引力が作用する。搬送路114cの補給口114bが設けられた現像剤の搬送方向上流側(図7(b)の右側)で規制壁114eの上縁部114fを超えて現像剤が撹拌室20内に集中して落下する。このとき、磁石114hの磁力により磁性体からなる現像剤を搬送路114cの現像剤の搬送方向下流側(図7(b)の左側)に向けて誘導する。これにより撹拌室20内の現像剤の均一化を図ることができる。
7 (a) and 7 (b), the magnetic force of the
図8(a),(b)に示された現像容器114nの撹拌室20の外面114n1で、搬送路114cの現像剤の搬送方向において中央から上流側に設けられた磁石114hの磁力により撹拌室20内に収容された磁性体からなる現像剤に吸引力が作用する。搬送路114cの補給口114bが設けられた現像剤の搬送方向上流側(図8(b)の右側)で規制壁114eの上縁部114fを超えて現像剤が撹拌室20内に集中して落下する。このとき、磁石114hの磁力により磁性体からなる現像剤を搬送路114cの現像剤の搬送方向下流側(図8(b)の左側)に向けて誘導する。これにより撹拌室20内の現像剤の均一化を図ることができる。
In the outer surface 114n1 of the stirring
一方、搬送路114cの現像剤の搬送方向において中央から下流側(図8(b)の左側)に設けられた磁石114hの磁力により撹拌室20内に収容された磁性体からなる現像剤に吸引力が作用する。その吸引力は、搬送路114cの現像剤の搬送方向下流側(図8(b)の左側)で規制壁114eの上縁部114fを超えて撹拌室20内に集中して落下した現像剤を搬送路114cの現像剤の搬送方向上流側(図8(b)の右側)に向けて誘導する。これにより撹拌室20内の現像剤の均一化を図ることができる。
On the other hand, by the magnetic force of the
<画像濃度の比較>
次に、図12を用いて、比較例と本実施形態の現像装置114による画像濃度の比較について説明する。図12のグラフbは、比較例の現像装置114による画像濃度の変化を示す。比較例の現像装置114は、図3(c)及び図4(b)に示すように、現像容器114nの撹拌室20の外面114n1に磁石114hを設けていない。図12のグラフcは、本実施形態の現像装置114による画像濃度の変化を示す。本実施形態の現像装置114は、図3(b)、図4(a)及び図8に示すように、現像容器114nの撹拌室20の外面114n1に磁石114hを設けたものである。
<Comparison of image density>
Next, the comparison of the image density by the developing
比較例の現像装置114と、本実施形態の現像装置114とにより定着装置5によりトナー像を定着した後の記録材の印刷表面を反射型センサにより濃度検知を行った際の反射濃度を比較する。図12のグラフbは、比較例の耐久枚数と定着装置5によりトナー像を定着した後の記録材の印刷表面を反射型センサにより濃度検知を行った際の反射濃度の推移を示す図である。図12のグラフcは、本実施形態の耐久枚数と定着装置5によりトナー像を定着した後の記録材の印刷表面を反射型センサにより濃度検知を行った際の記録材に形成されたトナー像の反射濃度の推移を示す図である。尚、本実施形態においては、X−Rite社製の反射濃度計を使用した。
The reflection density of the print surface of the recording material after the toner image is fixed by the fixing
図12のグラフbに示すように、比較例の現像装置114では、画像形成装置6により画像形成動作を開始した初期の反射濃度が1.50付近であった。また、耐久枚数60000枚(A4サイズの記録材に黒単色の印字率が5%の画像を60000枚印刷)に到達した時点では、反射濃度が1.10付近まで低下した。
As shown in graph b of FIG. 12, in the developing
これに対して、図12のグラフcに示すように、本実施形態の現像装置114では、画像形成装置6により画像形成動作を開始した初期の反射濃度が1.50であった。また、耐久枚数60000枚(A4サイズの記録材に黒単色の印字率が5%の画像を60000枚印刷)に到達した時点での反射濃度は1.20付近であった。これにより図12のグラフcで示す本実施形態の現像装置114では、図12のグラフbで示す比較例の現像装置114よりも濃度低下が改善されていることがわかる。
On the other hand, as shown by the graph c in FIG. 12, in the developing
本実施形態の現像装置114では、現像容器114nの撹拌室20の外面114n1に磁石114hを設けた。搬送路114cの補給口114bから補給された現像剤は、規制壁114eの上縁部114fを超えて撹拌室20内に落下する。その後、撹拌室20内に収容された現像剤は、回転軸114g1を中心に回転する撹拌部材114gにより撹拌搬送される。その際に、磁性体からなる現像剤は、磁石114hの磁力により吸引されて搬送方向が誘導される。
In the developing
磁石114hは、撹拌部材114gの回転方向上流側(図7(b)及び図8(b)の上側)から下流側(図7(b)及び図8(b)の下側)に向けて磁石114hの磁力が徐々に低くなるように設定されている。搬送路114cの現像剤の搬送方向において中央よりも上流側(図7(b)及び図8(b)の右側)の磁石114hを考慮する。このとき、磁石114hの長手方向において、高さが2mmで磁力が弱い端部114h3は、高さが10mmで磁力が強い端部114h2よりも現像容器114nの長手方向における中央側(内側)に配置される。
The
撹拌室20内に収容された磁性体からなる現像剤は、磁石114hの磁力により撹拌室20の底面20a側に吸引されて拘束される。撹拌部材114gが回転軸114g1を中心に図7(a)及び図8(a)の時計回り方向に回転する。そのとき、磁石114hの磁力により撹拌室20の底面20a側に吸引されて拘束された現像剤は、撹拌部材114gにより現像スリーブ114aが設けられた現像室114iに向けて掃き寄せられていく。このとき、撹拌室20内の現像剤は、磁石114hの磁力により撹拌室20の底面20a側に吸引されて拘束されつつ撹拌部材114gにより掃き寄せられる。
The developer made of a magnetic material contained in the stirring
撹拌部材114gの撹拌羽根114g4の先端部114g5が磁石114hの長手方向における撹拌部材114gの回転方向下流側の端部114h3の位置を通過する。その後は、磁石114hの磁力により撹拌室20の底面20a側に吸引されて拘束されていた現像剤は、磁石114hの磁力から開放された後に撹拌される。
The tip portion 114g5 of the stirring blade 114g4 of the stirring
このように現像容器114nの撹拌室20の外面114n1に取り付けた磁石114hの磁力により磁性体からなる現像剤を吸引して拘束する。そして、撹拌部材114gの撹拌羽根114g4により撹拌搬送される現像剤を磁石114hの長手方向に沿って搬送する力を発生させる。これにより撹拌部材114gが回転することによる現像剤の搬送力と合わせて磁石114hの長手方向に沿って撹拌室20内の現像剤を搬送する力を発生し、撹拌室20内の現像剤を均一に撹拌することが出来る。
Thus, the developer made of a magnetic material is attracted and restrained by the magnetic force of the
また、現像容器114n内の撹拌羽根114g4が回転する回転軌跡内で磁石114hの磁力を用いて現像剤が搬送され易い方向を設定することができる。また、磁石114hの磁力を用いて現像容器114n内の撹拌羽根114g4が回転する回転軌跡内で現像剤の移動抵抗を調整することで現像剤の撹拌部材114gの回転軸114g1方向への移動を促進することができる。これにより搬送路114cの規制壁114eの上縁部114fを超えて撹拌室20内に落下する現像剤の落下量が偏った場合でも撹拌室20内の現像剤の撹拌と搬送とを確実に行うことが出来、現像容器114n内の現像剤の劣化を防止することが出来る。
In addition, it is possible to set the direction in which the developer is easily transported using the magnetic force of the
本実施形態では、現像剤を磁力により吸引して拘束する磁石114hとして、ナイロン系フェライト磁石を採用した一例について説明した。他に、磁石114hは、撹拌部材114gの回転軸114g1方向(回転軸方向)において、磁力の異なる磁石を現像容器114nの撹拌室20の外面114n1に複数配置することもできる。このとき、撹拌部材114gの回転方向上流側(図7(b)及び図8(b)の上側)に磁力が強い磁石を配置し、下流側(図7(b)及び図8(b)の下側)に磁力が弱い磁石を配置する。そして、これらの磁石の磁力により磁性体からなる現像剤を撹拌部材114gの回転軸114g1方向における中央部に向かって導く方向に並べて構成することもできる。
In the present embodiment, an example in which a nylon ferrite magnet is adopted as the
他に、磁力を調整できる電磁石を現像容器114nの撹拌室20の外面114n1に、撹拌部材114gの回転方向に沿って配置する。そして、電磁石の磁力により磁性体からなる現像剤を撹拌部材114gの回転軸114g1方向における中央部に向かって導く方向に配置することでも良い。
In addition, an electromagnet capable of adjusting the magnetic force is disposed on the outer surface 114n1 of the agitating
また、図7(b)に示すように、磁石114hは、搬送路114cの現像剤の搬送方向において、少なくとも上流側(図7(b)の右側)に設けることでも良い。また、現像容器114nの撹拌室20の外面114n1で搬送路114cの現像剤の搬送方向上流側(図7(b)の右側)にのみ磁石114hを設けることでも良い。
Further, as shown in FIG. 7B, the
1…回転軌跡
114…現像装置
114a…現像スリーブ(現像剤担持体)
114g…撹拌部材
114g4…撹拌羽根
114g5…先端部
114h…磁石
114n…現像容器
114n1…外面(外側)
1 ...
114 g ... stirring
Claims (7)
現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の軸方向に沿って回転可能に設けられ、前記現像容器内の現像剤を撹拌する撹拌部材と、
前記撹拌部材の先端部の回転軌跡に沿った前記現像容器の外側に設けられた磁石と、
を有することを特徴とする現像装置。 A developer container for containing a developer;
A developer carrier that carries a developer;
An agitation member provided rotatably along the axial direction of the developer carrier and agitating the developer in the developer container;
A magnet provided on the outside of the developer container along the rotation trajectory of the tip of the stirring member;
And a developing device characterized by comprising:
記録材に画像を形成する画像形成手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 The developing device according to any one of claims 1 to 6.
An image forming unit that forms an image on a recording material;
An image forming apparatus comprising:
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