JP2019128421A - Stirring conveyance screw and developing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、現像剤を撹拌しつつ搬送する撹拌搬送スクリューと、この撹拌搬送スクリューを備えた現像装置に関する。 The present invention relates to a stirring and conveying screw that conveys a developer while stirring, and a developing device including the stirring and conveying screw.
電子写真方式などの画像形成装置は、感光ドラムに形成された静電潜像を現像剤により現像する現像装置を備えている。現像装置としては、トナーとキャリアを含む二成分現像剤を用いる構成が従来から知られている。このような現像装置は、現像装置内でトナーとキャリアを撹拌しつつ搬送する撹拌搬送スクリューと、静電潜像をトナーにより現像する現像スリーブとを有する。トナーは、撹拌搬送スクリューで撹拌しつつ搬送されることで帯電し、帯電したトナーを含む現像剤が現像スリーブに供給される。 An image forming apparatus such as an electrophotographic system includes a developing device that develops an electrostatic latent image formed on a photosensitive drum with a developer. As a developing device, a configuration using a two-component developer containing a toner and a carrier is conventionally known. Such a developing device has a stirring and conveying screw for carrying the toner and carrier while stirring the toner and the developing sleeve, and a developing sleeve for developing the electrostatic latent image with the toner. The toner is charged by being conveyed while being stirred by a stirring and conveying screw, and a developer including the charged toner is supplied to the developing sleeve.
撹拌搬送スクリューは、十分に帯電したトナーを現像スリーブに供給すべく、現像剤を十分に撹拌しつつ搬送することが求められる。例えば、回転軸の周囲に多条の螺旋状の羽根を設け、回転軸線方向の一部で羽根を不連続とすることで、現像剤の撹拌性を高めた構成が提案されている(特許文献1)。 The stirring and conveying screw is required to convey the developer while sufficiently stirring so as to supply the sufficiently charged toner to the developing sleeve. For example, a configuration has been proposed in which a multi-spiral spiral blade is provided around the rotation shaft, and the blade is discontinuous in a part of the rotation axis direction, thereby improving the agitation of the developer (Patent Document). 1).
しかしながら、特許文献1に記載の構成の場合、羽根の一部を不連続としているため、現像剤の撹拌性を上げられるが、現像剤の搬送性が低下してしまう。現像剤の搬送性が低下すると、現像スリーブに現像剤を十分に供給しにくくなる。 However, in the case of the configuration described in Patent Document 1, the stirring property of the developer can be increased because part of the blades is discontinuous, but the transportability of the developer is reduced. When the developer transportability is lowered, it becomes difficult to sufficiently supply the developer to the developing sleeve.
回転軸の周囲に螺旋状の羽根を設けた従来の撹拌搬送スクリューの場合、現像剤の撹拌性を上げようとした場合、現像剤の搬送性が大幅に低下し、逆に、現像剤の搬送性を上げようとした場合、現像剤の撹拌性が大幅に低下してしまう。 In the case of a conventional agitating and conveying screw provided with spiral blades around the rotating shaft, when trying to increase the agitating property of the developer, the conveying property of the developer is greatly reduced. In the case of trying to improve the properties, the stirring property of the developer is significantly reduced.
本発明は、現像剤の撹拌性と搬送性のいずれか一方を上げても他方の低下を抑えられる構成を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a configuration capable of suppressing the deterioration of the developer even if either one of the developer stirring property and the transport property is increased.
本発明は、回転して現像剤を撹拌しつつ回転軸線方向に搬送する撹拌搬送スクリューであって、それぞれが前記回転軸線方向に沿って螺旋状に形成され、前記回転軸線方向から見た場合に、径方向に互いに空間を介して配置される多条の羽根と、前記多条の羽根の前記回転軸線方向両端部で、前記多条の羽根を連結する連結部と、を備えたことを特徴とする撹拌搬送スクリューにある。 The present invention is a stirring and conveying screw that rotates and conveys the developer in the direction of the rotation axis while stirring the developer, each of which is formed in a spiral shape along the direction of the rotation axis, and when viewed from the direction of the rotation axis A plurality of blades arranged in the radial direction through a space; and a connecting portion for connecting the plurality of blades at both ends in the rotational axis direction of the plurality of blades. It is in the stirring conveyance screw to be taken.
また、本発明は、回転して現像剤を撹拌しつつ回転軸線方向に搬送する撹拌搬送スクリューであって、それぞれが前記回転軸線方向に沿って螺旋状に形成された多条の羽根と、前記多条の羽根のうちの少なくとも一対の羽根を径方向に連結する第1連結部と、前記多条の羽根の前記回転軸線方向両端部で、前記多条の羽根を連結する第2連結部と、を備え、前記多条の羽根は、前記第1連結部を除く部分を前記回転軸線方向から見た場合に、径方向に互いに空間を介して配置されることを特徴とする撹拌搬送スクリューにある。 The present invention is also an agitating and conveying screw that rotates and conveys the developer in the direction of the rotation axis while stirring the developer, each of which has a plurality of blades spirally formed along the direction of the rotation axis, A first connecting portion for connecting at least a pair of blades of the multi-row blades in a radial direction, and a second connecting portion for connecting the multi-row blades at both ends in the rotational axis direction of the multi-row blades; The stirring screw is characterized in that the multi-rowed vanes are arranged with spaces in the radial direction when the portion excluding the first connection portion is viewed from the rotation axis direction. is there.
本発明によれば、現像剤の撹拌性と搬送性のいずれか一方を上げても他方の低下を抑えられる。 According to the present invention, even if either one of the developer agitability and transportability is raised, the other's deterioration can be suppressed.
<第1の実施形態>
第1の実施形態について、図1ないし図8を用いて説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図1を用いて説明する。
First Embodiment
The first embodiment will be described using FIGS. 1 to 8. First, a schematic configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
[画像形成装置]
本実施形態の画像形成装置1は、フルカラーの複合機であり、画像形成装置本体100と、画像形成装置本体100の上方に配設される画像読取部200と、画像読取部200上に載置される原稿搬送部300とを備える。本実施形態の画像形成装置本体100は、それぞれ像担持体としての感光ドラム12を有する4つの画像形成部11Y、11M、11C、11Kを備えた電子写真方式のタンデム型の構成を有する。
[Image forming apparatus]
The image forming apparatus 1 of the present embodiment is a full-color multifunction peripheral, and is placed on the image forming apparatus
画像形成装置本体100は、画像読取部200又は画像形成装置本体100に対し通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどのホスト機器からの画像信号に応じてトナー像(画像)を記録材に形成する。記録材としては、用紙、プラスチックフィルム、布などのシート材が挙げられる。また、画像形成部11Y、11M、11C、11Kは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成する。
The image forming apparatus
なお、画像形成装置本体100が備える4つの画像形成部11Y、11M、11C、11Kは、現像色が異なることを除いて実質的に同一の構成を有する。したがって、代表して画像形成部11Yについて説明し、その他の画像形成部については説明を省略する。
The four
画像形成部11Yには、像担持体として円筒型の感光体、即ち、感光ドラム12が配設されている。感光ドラム12は、図中矢印方向に回転駆動される。感光ドラム12の周囲には帯電手段としての帯電ローラ13と、現像装置15、転写手段としての一次転写ローラ16、クリーニング手段としてのクリーニング装置18が配置されている。感光ドラム12の図中下方には露光手段としての露光装置(本実施形態ではレーザースキャナ)14が配置されている。
In the
各画像形成部の図1の上方には、中間転写ベルト17が配置されている。中間転写体としての中間転写ベルト17は、無端状のベルトであり、複数のローラに張設されて周回移動(回転)するように構成されている。そして、中間転写ベルト17は、後述するように中間転写ベルト17に一次転写されたトナー像を担持して搬送する。中間転写ベルト17を張架するローラのうちの二次転写内ローラ21と中間転写ベルト17を挟んで対向する位置には、二次転写手段としての二次転写外ローラ22が配置され、中間転写ベルト17上のトナー像を記録材に転写する二次転写部T2を構成している。二次転写部T2の記録材搬送方向下流には定着装置24が配置される。
An
画像形成装置本体100の下部には、記録材Sが収容されたカセット19が配置されている。カセット19から給送された記録材Sは、レジストレーションローラ20に向けて搬送される。そして、停止状態のレジストレーションローラ20に記録材Sの先端が突き当たり、ループを形成することで記録材Sの斜行を補正する。その後、中間転写ベルト17上のトナー像と同期してレジストレーションローラ20を回転開始させ、記録材Sを二次転写部T2に搬送する。
Below the image forming apparatus
上述のように構成される画像形成装置本体100により、例えば4色フルカラーの画像を形成するプロセスについて説明する。まず、画像形成動作が開始すると、回転する感光ドラム12の表面が帯電ローラ13によって一様に帯電される。次いで、感光ドラム12は、露光装置14から発せられる画像信号に対応したレーザ光により露光される。これにより、感光ドラム12上に画像信号に応じた静電潜像が形成される。感光ドラム12上の静電潜像は、現像装置15内に収容された現像剤としてのトナーによって顕像化され、可視像となる。
A process of forming, for example, a full color image of four colors by the image forming apparatus
感光ドラム12上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト17を挟んで配置される一次転写ローラ16との間で構成される一次転写部T1にて、中間転写ベルト17に一次転写される。この際、一次転写ローラ16には一次転写バイアスが印加される。一次転写後に感光ドラム12表面に残ったトナー(転写残トナー)は、クリーニング装置18によって除去される。
The toner image formed on the
このような動作をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各画像形成部で順次行い、中間転写ベルト17上で4色のトナー像を重ね合わせる。その後、トナー像の形成タイミングに合わせてカセット19に収容された記録材Sが二次転写部T2に搬送される。そして、二次転写外ローラ22に二次転写バイアスを印加することにより、中間転写ベルト17上の4色のトナー像を、記録材S上に一括で二次転写する。二次転写部T2で転写しきれずに中間転写ベルト17に残留したトナーは、中間転写ベルトクリーナ23により除去される。
Such an operation is sequentially performed in each of the yellow, magenta, cyan, and black image forming units, and the four color toner images are superimposed on the
次いで、記録材Sは定着手段としての定着装置24に搬送される。定着装置24は、内部にハロゲンヒータなどの熱源を有する定着ローラ24a及び加圧ローラ24bを備え、定着ローラ24aと加圧ローラ24bとで定着ニップ部を形成する。この定着装置24の定着ニップ部にトナー像が転写された記録材Sを通過させることで、記録材Sが加熱、加圧される。そして、記録材S上のトナーは溶融、混合されて、フルカラーの画像として記録材Sに定着される。その後、記録材Sは排出ローラ25により排出トレイ27に排出される。これにより、一連の画像形成プロセスが終了する。
Next, the recording material S is conveyed to a fixing
なお、本実施形態の画像形成装置本体100は、例えばブラック単色の画像など、所望の単色または4色のうちいくつかの色用の画像形成部を用いて、単色またはマルチカラーの画像を形成することも可能である。
Note that the image forming apparatus
また、画像形成装置本体100の中間転写ベルト17の上方には、各色の現像剤を収容したトナーカートリッジ26が配置されている。各色のトナーカートリッジ26は、対応した現像装置15にそれぞれ補給用現像剤を補給する。
Further, above the
[現像装置]
次に、本実施形態の現像装置15について、図2及び図3を用いて説明する。本実施形態では、上述したように、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの現像装置の構成は全てにおいて同一である。現像装置15は、非磁性のトナー粒子(トナー)と磁性を有するキャリア粒子(キャリア)とを主成分として含む二成分現像剤(以下、現像剤)を収容する現像容器151を有する。
[Developer]
Next, the developing
トナーは、結着樹脂、着色剤、そして必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子とを有している。キャリアは、例えば、表面酸化あるいは未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類等の金属、及びそれらの合金、又は酸化物フェライトなどが好適に使用可能である。また樹脂コートキャリアも適用可能である。これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。 The toner has colored resin particles including a binder resin, a coloring agent, and, if necessary, other additives, and colored particles to which external additives such as colloidal silica fine powder are externally added. . As the carrier, for example, surface oxidized or unoxidized iron, metals such as nickel, cobalt, manganese, chromium, rare earths and the like, alloys thereof, oxide ferrites and the like can be suitably used. Resin coated carriers are also applicable. The method for producing these magnetic particles is not particularly limited.
現像容器151の内部は、垂直方向に延在する隔壁155によって第1室としての現像室153aと第2室としての撹拌室153bとに区画されており、現像室153a及び撹拌室153bには、それぞれ現像剤が収容されている。現像室153a及び撹拌室153bには、それぞれ第1撹拌搬送スクリュー157及び第2撹拌搬送スクリュー158が配置されている。
The inside of the developing
第1撹拌搬送スクリュー157は、回転して現像室153a内(第1室内)の現像剤を撹拌しつつ回転軸線方向(図3の矢印α方向)に搬送する。一方、第2撹拌搬送スクリュー158は、回転して撹拌室153b内(第2室内)の現像剤を撹拌しつつ、回転軸線方向で、且つ、第1撹拌搬送スクリュー157とは反対方向(図3の矢印β方向)に搬送する。
The first stirring and conveying
第1撹拌搬送スクリュー157は、回転軸157aの周囲に螺旋状の羽根157bを有する。現像室153a内に配置された第1撹拌搬送スクリュー157は、現像剤の撹拌混合機能に加えて、現像スリーブ152への現像剤供給機能を担ったサプライオーガである。一方、第2撹拌搬送スクリュー158は、撹拌室153b内の既存の二成分現像剤に、補給されたトナーを撹拌混合することを主眼としたアドミックスオーガである。
The first stirring and conveying
即ち、撹拌室153bの第2撹拌搬送スクリュー158の搬送方向上流側には、トナーカートリッジ26(図1)から補給装置(図示せず)を介して補給用現像剤が補給される補給口159が形成されている。そして、第2撹拌搬送スクリュー158により、補給口159から撹拌室153bに補給されるトナーと既に撹拌室153b内にある現像剤とを撹拌搬送し、トナー濃度を均一化する。なお、第2撹拌搬送スクリュー158の詳細については後述する。
That is, a
また、撹拌室153bの第2撹拌搬送スクリュー158の搬送方向下流側には、トナー濃度センサ160が配設されている。トナー濃度センサ160は、撹拌室153b内のトナー濃度(キャリア及びトナーの合計重量に対するトナーの重量の割合、T/D比)を検出する。そして、トナー濃度センサ160の検出結果に基づき、現像により現像容器151内の現像剤のトナー濃度が予め定められた範囲よりも低下した場合には、補給口159を通して撹拌室153b内に新たな現像剤が供給される。
Further, a
隔壁155には、図3の左右方向端部(第1、第2撹拌搬送スクリューの搬送方向上流側及び下流側の端部)において、現像室153aと撹拌室153bとを相互に連通させる連通口156a、156bがそれぞれ形成されている。そして、第1、第2撹拌搬送スクリュー157、158の搬送力により、現像剤が現像室153aと撹拌室153bとの間で循環するようにしている。即ち、現像室153aと撹拌室153bとで現像剤の循環経路を形成している。これにより、現像によってトナーが消費されてトナー濃度の低下した現像室153a内の現像剤が、撹拌室153b内に移動し、撹拌室153b内で補給されたトナーと共に撹拌搬送され、撹拌された現像剤が現像室153a内に移動する。
The
現像容器151は、感光ドラム12(図1)に対向する位置が開口しており、この開口部に一部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152が回転可能に配置されている。現像スリーブ152は、例えばアルミニウム合金により円筒状に構成され、現像動作時には図示矢印方向に回転する。また、現像スリーブ152の内側には、磁界発生手段としてのマグネットロールが固定配置され、現像スリーブ152は、マグネットロールの磁界により表面に現像剤を担持して搬送する。また、現像スリーブ152の周囲には、現像剤規制部材としての規制ブレード154が、先端を現像スリーブ152の表面の一部に近接対向させるように配置している。
The developing
規制ブレード154は、現像スリーブ152の回転軸線方向に延在するように形成された部材であり、現像スリーブ152により担持搬送される現像剤の量(層厚)を規制する。規制ブレード154により層厚を規制された現像剤は、現像スリーブ152に担持されたまま感光ドラム12と対向する現像領域に搬送される。
The
このように構成される現像装置15は、第1、第2撹拌搬送スクリュー157、158によって現像剤を撹拌搬送することで、トナー及びキャリアをそれぞれ帯電させる。そして、現像室153a内の現像剤が現像スリーブ152に担持され、現像スリーブ152の回転により搬送される。次いで、規制ブレード154で現像剤の量(層厚)を適正にする。
The developing
層厚が規制された現像剤は、現像スリーブ152により現像領域に搬送される。ここで、現像スリーブ152に直流及び交互電界の重畳された現像バイアスが印加されることで、現像スリーブ152上のトナーが感光ドラム12の静電潜像側に移動され、該静電潜像は、トナー像として顕像化される。現像が終了した現像剤は、現像室153内に取り込まれる。また、このような現像動作における現像剤の消費に応じて、撹拌室153bから現像室153aへ適宜、現像剤が供給され現像装置15の連続動作を可能としている。
The developer whose layer thickness is regulated is conveyed by the developing
ここで、画像形成装置の生産性を高めることが望まれている。このために、画像形成装置の単位時間当たりの出力枚数を高くすべく、プロセススピード、即ち、トナー像を形成する速度を速くすると、感光ドラム12の回転速度も速くなり、これに伴い、現像装置15の駆動速度も速くすることが求められる。このため、現像装置内で現像剤の搬送速度も速くすることが求められる。
Here, it is desired to increase the productivity of the image forming apparatus. For this reason, if the process speed, ie, the speed for forming a toner image is increased to increase the number of output sheets per unit time of the image forming apparatus, the rotational speed of the
このとき、従来のように、回転軸の周囲に螺旋状の羽根を設けた撹拌搬送スクリューの場合、現像剤の搬送速度を速くしようとすると、現像剤の攪拌性が低下してしまう。現像剤の攪拌性が低下してしまうと、トナーを十分に帯電しにくくなり、画像に影響を及ぼしてしまう。このため、本実施形態では、第2撹拌搬送スクリュー158を以下のような構成とすることで、現像剤の攪拌性の低下を抑えつつ現像剤の搬送速度を速くできるようにしている。
At this time, in the case of the stirring and conveying screw in which the spiral blade is provided around the rotation shaft as in the prior art, if the conveying speed of the developer is increased, the stirring property of the developer is lowered. If the stirring property of the developer is lowered, it becomes difficult to sufficiently charge the toner, which affects the image. For this reason, in the present embodiment, by setting the second stirring and conveying
[第2撹拌搬送スクリュー]
次に、本実施形態の第2撹拌搬送スクリュー158(アドミックスオーガ)の構成について、図4(a)、(b)を用いて説明する。第2撹拌搬送スクリュー158は、多条の羽根158a、158bと、連結部158cとを有する。多条の羽根158a、158bは、それぞれが回転軸線方向に沿って螺旋状に形成され、回転軸線方向から見た場合に、径方向に互いに空間を介して配置される。即ち、羽根158a、158bの径方向内側を中空としている。言い換えれば、第2撹拌搬送スクリュー158は、第1撹拌搬送スクリュー157のように、仮に回転軸の周囲に螺旋状の羽根158a、158bを設けた場合に、この回転軸を省略したような形状としている。本実施形態では、2条の羽根158a、158bとしているが、羽根の条数は、2条以外に、例えば、3条、4条など複数であれば良い。
[Second stirring and conveying screw]
Next, the configuration of the second stirring and conveying screw 158 (admix auger) of the present embodiment will be described using FIGS. 4 (a) and 4 (b). The second stirring and conveying
連結部158cは、2条の羽根158a、158bの回転軸線方向両端部で、2条の羽根158a、158bを連結する。本実施形態では、連結部158cは、一対の円板状の部材であり、羽根158a、158bの両端部がそれぞれこの円板状の部材に固定されることで、羽根158a、158bの両端部が互いに連結される。言い換えれば、一対の連結部158cの間に、羽根158a、158bが配置され、羽根158a、158bの両端部がそれぞれ連結部158cに連結されている。羽根158a、158bは、このように回転軸線方向両端部がそれぞれ連結部158cに連結されることで、互いの位置関係が保持される。
The connecting
一対の連結部158cは、それぞれ羽根158a、158bと反対側に突出する円筒状の軸部158dを有する。それぞれの軸部158dの中心軸は、第2撹拌搬送スクリュー158の回転軸線と一致するようにしている。このような一対の軸部158dは、図3に示すように、現像容器151に対して軸受を介して回転自在に支持されている。この結果、第2撹拌搬送スクリュー158は、現像容器151に対して回転自在に支持され、軸部158dに接続された不図示のモータの駆動により第1撹拌搬送スクリュー157及び現像スリーブ152と共に回転駆動される。
The pair of
このような第2撹拌搬送スクリュー158は、例えば、樹脂などにより、羽根158a、158b、一対の連結部156cが一体に形成されている。例えば、2つに分割される金型を用いて成形する。
In such a second agitating and conveying
また、第2撹拌搬送スクリュー158の回転に伴う羽根158a、158bの進み方向は、互いに同一方向となるように形成している。即ち、第2撹拌搬送スクリュー158が回転した場合に、羽根158aが回転軸線方向に沿って現像剤を搬送する方向と、羽根158bが回転軸線方向に沿って現像剤を搬送する方向とを一致させている。
Further, the advancing directions of the
また、2条の羽根158a、158bは、回転方向に関して等間隔に配置されている。即ち、本実施形態では、2条の羽根158a、158bは、回転方向の位相が180°異なるように配置されている。なお、2条の羽根158a、158bは、回転方向に関して等間隔に配置されていなくても良い。但し、上述のように2つに分割される金型を用いて第2撹拌搬送スクリュー158を成形する場合、2条の羽根158a、158bを、回転方向に等間隔に配置することが好ましい。また、金型を2分割して成形品を取り出すことができれば、2条の羽根158a、158bの回転方向の間隔は、多少ずれていても良い。
Further, the two
また、2条の羽根158a、158bは、互いに同一ピッチで配置されている。即ち、羽根158aの1回転当たりの進み量(ピッチP)を、羽根158bの1回転当たりの進み量と同じとしている。なお、2条の羽根158a、158bのピッチは、互いに異なっていても良い。この場合、一方の羽根のピッチに対して他方の羽根のピッチを2倍など整数倍とすることが好ましい。
The two
更に、2条の羽根158a、158bは、それぞれ、回転軸線方向から見た場合に内径d2が外径D1の28〜58%とすることが好ましい。本実施形態では、羽根158a、158bは、互いに同一形状とし、それぞれの外径D1を14mm、内径d2を6mm、ピッチPを30mmとしている。なお、羽根158a、158bの内径及び外径は、互いに同一でなくても良い。
Furthermore, the two
[搬送能力]
次に、第2撹拌搬送スクリュー158の搬送能力について、図5を用いて説明する。図5に示すように、第2撹拌搬送スクリュー158は、まず、回転する羽根158a、158bにより撹拌室153b内の現像剤に図中Aに示す搬送力を発生させる。ここで、図中Bに示す矢印がある空間は、羽根158a及び羽根158bの内径d2部分であり、この空間内の現像材は羽根158a、158bに接触することがないため、直接的には搬送力は発生しない。
[Transport capacity]
Next, the conveyance capability of the second
しかしながら、矢印Bの空間内の現像剤は、矢印Aに示すように搬送されている現像剤に囲まれているため、同一箇所に留まることができず、結果的に矢印Aと同方向に搬送される。即ち、第2撹拌搬送スクリュー158は、羽根158a、158bの径方向内側に空間があることで、従来の回転軸上に螺旋状の羽根を設けた構成よりも搬送力が高くなる。
However, since the developer in the space indicated by arrow B is surrounded by the developer being conveyed as indicated by arrow A, it cannot remain at the same location, and as a result, is conveyed in the same direction as arrow A. Is done. That is, the second agitating and conveying
[搬送速度と撹拌率を調べた実験]
ここで、本実施形態の第2撹拌搬送スクリュー158を用いた場合(実施例1)と、回転軸上に螺旋状の羽根を設けた撹拌搬送スクリューを用いた場合(比較例1〜3)とで、現像剤の搬送速度と撹拌率を調べた実験結果を図6に示す。実験では、これら実施例1及び比較例1〜3を図2、3に示した現像装置の撹拌室に配置し、それぞれの場合における搬送速度と撹拌率を調べた。
[Experiment that investigated transport speed and agitation rate]
Here, when the 2nd
実験では、補給口159を通して撹拌室153b内に補給した新たな現像剤と、現像室153aから撹拌室153b内に還流した現像剤とが合流したタイミングを初期状態とした。そして、図6の縦軸は、撹拌室153bに配置した各例の撹拌搬送スクリューを初期状態から規定回数回転させた後の撹拌率を示している。一方、図6の横軸は、同じく現像剤の合流後、撹拌室153bに配置した各例の撹拌搬送スクリューにて搬送される現像剤の搬送速度を示している。
In the experiment, the initial state was the timing at which the new developer replenished into the stirring
ここで、撹拌率について、図7(a)〜(d)の概念図を参照して説明する。図7(a)〜(d)では、視覚的に分かり易くするため、撹拌室153b内の現像剤の撹拌状態を撹拌搬送スクリューの回転方向にブロック状に分割して表記する。
Here, the stirring rate will be described with reference to the conceptual diagrams of FIGS. In FIGS. 7A to 7D, the stirring state of the developer in the stirring
図7(a)〜(d)では、撹拌搬送スクリューの回転軸Eの中心(鉛直線)を境に、左側を撹拌室153bの第1の空間153b1、右側を第2の空間153b2とする。なお、実施例1の第2撹拌搬送スクリュー158は、回転軸を有さないが、羽根158a、158bの径方向内側の中空部分を回転軸と仮定する。また、撹拌室153bには、性質の異なる現像剤C、Dを収容しているとする。この場合に、図7(a)は、第1の空間153b1には現像剤Cを、第2の空間153b2には現像剤Dを同量収容している初期状態を示している。
7A to 7D, the left side is the first space 153b1 of the stirring
次に、第1の空間153b1、第2の空間153b2に占める現像剤の含有比を測る。例えば、現像剤Cに着目した場合、図7(a)では、第1の空間153b1に占める現像剤Cの含有比は1となり、第2の空間153b2に占める現像剤Cの含有比は0となる。
Next, the content ratio of the developer occupied in the
更に、上述した含有比の標準偏差を算出することでσ=0.71を得ることができる。この初期状態では、現像剤C、Dが分離した状態の意味合いから、撹拌率0[%]と定義する。 Furthermore, σ = 0.71 can be obtained by calculating the standard deviation of the content ratio described above. In this initial state, the stirring rate is defined as 0 [%] from the meaning of the separated states of the developers C and D.
これに対して、図7(d)は、回転軸Eの中心(鉛直線)を境に、第1の空間153b1、第2の空間153b2のそれぞれに現像剤C及び現像剤Dを同量収容した状態3を示している。状態3で初期状態と同様に、第1の空間153b1、第2の空間153b2に占める現像剤の含有比を測ると、第1の空間153b1に占める現像剤Cの含有比、及び、第2の空間153b2に占める現像剤Cの含有比は共に0.5となる。
On the other hand, in FIG. 7D, the developer C and the developer D are stored in the same amount in the
これより、状態3の含有比の標準偏差を算出することでσ=0を得ることができる。この状態3では現像剤が均一に混合した状態の意味合いから、撹拌率100[%]と定義する。 From this, σ = 0 can be obtained by calculating the standard deviation of the content ratio of state 3. In this state 3, the stirring rate is defined as 100 [%] from the meaning of the state where the developer is uniformly mixed.
図7(b)の状態1、図7(c)の状態2は、撹拌率が図7(a)の初期状態と図7(d)の状態3との間の状態にある例を示している。具体的には、図7(b)は撹拌率33.3[%]、図7(c)は撹拌率66.7[%]と定量化することができる。これらの関係をまとめた表を図7(e)に示す。 State 1 in FIG. 7 (b) and state 2 in FIG. 7 (c) show an example in which the stirring rate is in the state between the initial state in FIG. 7 (a) and state 3 in FIG. 7 (d). Yes. Specifically, FIG. 7B can be quantified with a stirring rate of 33.3 [%], and FIG. 7C can be quantified with a stirring rate of 66.7 [%]. A table summarizing these relationships is shown in FIG. 7 (e).
次に、比較例1〜3の撹拌搬送スクリューの構成について、図8を用いて説明する。比較例1の撹拌搬送スクリュー180は、回転軸181の周囲に2条の螺旋状の羽根182、183を設けたものである。言い換えれば、実施例1の第2撹拌搬送スクリュー158の羽根158a、158bの径方向内側の中空部分に回転軸181を設けて中実とした構成である。
Next, the structure of the stirring conveyance screw of Comparative Examples 1-3 is demonstrated using FIG. The stirring and conveying
比較例2の撹拌搬送スクリュー180aは、比較例1の撹拌搬送スクリュー180の羽根182と183の間部分の回転軸181上に、リブ184aを設け、撹拌性を比較例1よりも向上させたものである。比較例3の撹拌搬送スクリュー180bは、リブ184bの回転軸181の回転軸線方向の幅を比較例2のリブ184aよりも大きくして、比較例2よりも更に撹拌性を向上させたものである。
The stirring and conveying
図6から明らかなように、比較例1〜3の構成の場合、比較例1の撹拌搬送スクリュー180に対して、比較例2、3のようにリブ184a、184bを追加することで、撹拌性が向上したが、搬送速度が低下した。これにより、撹拌率と搬送速度がトレードオフの関係となっていることが分かる。
As apparent from FIG. 6, in the case of the configurations of Comparative Examples 1 to 3, the stirring property is obtained by adding the
一方、実施例1の第2撹拌搬送スクリュー158の場合、比較例1に対して攪拌性を維持しつつ搬送速度を上げることができる。これは、比較例1の撹拌搬送スクリュー180で回転軸181に占められた空間を中空とすることで、図5のBに示す空間で現像剤を搬送することができるためである。この結果、実施例1の場合、比較例1と比較して、撹拌性能を維持しつつ、搬送性能を約11.3[%]向上させることができた。
On the other hand, in the case of the second stirring and conveying
なお、本実施形態の場合、撹拌室153bに配置する第2撹拌搬送スクリュー158の搬送速度を向上させた分、現像室153aに配置する第1撹拌搬送スクリュー157の搬送速度も従来よりも速くしている。本実施形態では、第1撹拌搬送スクリュー157は、従来のスクリューと同様に、回転軸157aの周囲に螺旋状の羽根157bを設けた構成としている。このため、搬送速度を上げると攪拌性が低下してしまう。但し、現像剤は、撹拌室153b内で第2撹拌搬送スクリュー158により十分に撹拌されているため、現像室153a内で攪拌性能が多少落ちても問題ない。但し、現像室153a内でも攪拌性能を維持すべく、現像室153aに配置する第1撹拌搬送スクリューについても、第2撹拌搬送スクリュー158と同様の構成としても良い。
In the case of this embodiment, the conveyance speed of the first
このように本実施形態の場合、現像剤の撹拌性と搬送性のいずれか一方を上げても他方の低下を抑えられる。特に本実施形態の第2撹拌搬送スクリュー158の場合、撹拌性を維持しつつ搬送性を向上させることができる。このため、画像形成装置の生産性を高めるべく現像装置15の駆動速度を上げても現像剤の攪拌を十分に行うことができ、出力画像の画質の低下を抑制しつつ、画像形成装置の生産性を高めることができる。
As described above, in the case of the present embodiment, even if one of the agitating property and the conveying property of the developer is increased, the other decrease can be suppressed. In the case of the second stirring and conveying
<第2の実施形態>
第2の実施形態について、図1ないし図3を参照しつつ、図9ないし図14を用いて説明する。本実施形態の第2撹拌搬送スクリュー168は、上述の第1の実施形態の第2撹拌搬送スクリュー158の構成に、パドル170を追加したものである。その他の構成及び作用は、上述の第1の実施形態と同様であるため、第1の実施形態と同様の構成に同一の符号を付して、図示及び説明を省略又は簡略にし、以下、第1の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
Second Embodiment
The second embodiment will be described using FIGS. 9 to 14 with reference to FIGS. 1 to 3. The second stirring and conveying
第1の実施形態の構成の場合、画像形成装置の生産性を向上させるべく、第2撹拌搬送スクリュー158の撹拌性を維持しつつ搬送速度を上げるようにした。これに対して、例えば、現像装置の小型化を図るべく、現像装置の長手方向(第2撹拌搬送スクリューの回転軸線方向)の寸法を短くしたい場合もある。この場合、現像装置内で現像剤を撹拌搬送する経路の長さが短くなってしまうため、撹拌性を高めないとこの経路内でトナーに十分な帯電量を付与できるほどの撹拌を行えなくなる可能性がある。
In the case of the configuration of the first embodiment, in order to improve the productivity of the image forming apparatus, the conveying speed is increased while maintaining the stirring property of the second stirring and conveying
したがって、このような場合には、現像剤の搬送速度が多少低下しても攪拌性を高めることが要求される。但し、撹拌性を上げるべく搬送速度を低下させ過ぎると、生産性が著しく低下して好ましくない。そこで、本実施形態では、現像剤の搬送性の低下を抑えつつ、撹拌性を向上させるようにしている。 Therefore, in such a case, it is required to improve the stirring property even if the transport speed of the developer is somewhat reduced. However, if the transport speed is reduced too much in order to increase the stirring property, the productivity is significantly reduced, which is not preferable. Therefore, in the present embodiment, the stirring property is improved while suppressing the deterioration of the transportability of the developer.
本実施形態の撹拌室153b(図2参照)に配置される第2撹拌搬送スクリュー168は、図9(a)、(b)に示すように、多条の羽根168a、168bと、第1連結部としてのパドル170と、第2連結部としての連結部158cとを有する。多条の羽根168a、168bは、第1の実施形態の羽根158a、158bと同様に、それぞれが回転軸線方向に沿って螺旋状に形成され、パドル170を除く部分を回転軸線方向から見た場合に、径方向に互いに空間を介して配置される。即ち、羽根168a、168bのパドル170を除く分の径方向内側を中空としている。本実施形態では、2条の羽根168a、168bとしているが、羽根の条数は、2条以外に、例えば、3条、4条など複数であれば良い。
As shown in FIGS. 9A and 9B, the second stirring and conveying
また、2条の羽根168a、168bは、第1の実施形態と同様に、回転方向に関して等間隔に配置されている。即ち、本実施形態では、2条の羽根168a、168bは、回転方向の位相が180°異なるように配置されている。なお、本実施形態の場合も、2条の羽根168a、168bは、回転方向に関して等間隔に配置されていなくても良い。また、第2撹拌搬送スクリュー168の回転に伴う羽根168a、168bの進み方向は、第1の実施形態と同様に、互いに同一方向となるように形成している。
In addition, the two
連結部158cは、第1の実施形態と同様に、2条の羽根168a、168bの回転軸線方向両端部で、2条の羽根168a、168bを連結し、羽根168a、168bの互いの位置関係を保持する。また、一対の連結部158cは、第1の実施形態と同様に、それぞれ羽根168a、168bと反対側に突出する円筒状の軸部158dを有し、一対の軸部158dは、現像容器151に対して軸受を介して回転自在に支持されている(図3参照)。
As in the first embodiment, the connecting
パドル170は、多条の羽根のうちの少なくとも一対の羽根168a、168bを径方向に連結する。本実施形態では、羽根は2条であるので、羽根168a、168bが回転軸線方向両端部以外で、第2撹拌搬送スクリュー168の回転軸線方向に直交する方向に配置された複数のパドル170によりそれぞれ連結されている。パドル170により連結される一対の羽根168a、168bは、互いに同一ピッチで配置されている。即ち、羽根168aの1回転当たりの進み量(ピッチP)を、羽根168bの1回転当たりの進み量と同じとしている。
The
また、パドル170は、板状の形成されており、回転軸線方向の長さ(幅)Hが一対の羽根168a、168bのピッチの5〜15%としている。また、パドル170は、板の表面が回転軸線方向と略平行となるように配置されている。更に、パドル170は、回転軸線方向に等間隔に複数配置されている。パドル170の配置間隔を羽根168aの進み角度で表記すると、本実施形態では、複数のパドル170が180°毎(半ピッチごと)に配置されている。羽根168aの進み角度とは、羽根の回転角度に対する羽根の回転軸線方向の進み量であり、例えば、羽根168aの1回転毎に配置される場合は360°毎(1ピッチ毎)にパドル170が配置されていることになる。
The
なお、本実施形態の場合も、2条の羽根168a、168bは、それぞれ、回転軸線方向から見た場合に内径d2が外径D1の28〜58%とすることが好ましい。本実施形態では、羽根168a、168bは、互いに同一形状とし、それぞれの外径D1を14mm、内径d2を6mm、ピッチPを30mmとしている。また、パドル170の幅Hは、4mmとしている。
Also in the case of the present embodiment, it is preferable that the inner diameter d2 of each of the two
[搬送速度と撹拌率を調べた実験]
ここで、本実施形態の第2撹拌搬送スクリュー168を用いた場合(実施例2〜4)と、第1の実施形態で説明した実施例1及び比較例1〜3とで、現像剤の搬送速度と撹拌率を調べた実験結果を図10〜12に示す。実験では、これら実施例1〜4及び比較例1〜3を図2、3に示した現像装置の撹拌室に配置し、それぞれの場合における搬送速度と撹拌率を調べた。実験方法は、第1の実施形態で実施例1及び比較例1〜3を説明した場合と同様である。
[Experiment that investigated transport speed and agitation rate]
Here, in the case where the second stirring and conveying
まず、図10は、実施例2にかかる第2撹拌搬送スクリュー168のパドル170の配置間隔(パドル間隔)を変えた場合の搬送速度と撹拌率の関係のグラフである。実施例2では、パドル間隔を上述した進み角度で示しており、パドル間隔を120°〜540°の範囲で変化させて実験を行った。
First, FIG. 10 is a graph of the relationship between the conveying speed and the stirring rate when the arrangement interval (paddle interval) of the
図10から明らかなように、パドル170がない実施例1と比較すると、パドル170がある実施例2の場合、パドル間隔に拘らず、撹拌性が向上するが搬送速度が低下した。また、実施例2の場合、パドル間隔が狭いと撹拌性が向上する一方で搬送速度は低下し、逆にパドル間隔が広いと撹拌性が低下する一方で搬送速度は向上した。また、パドル間隔が120°とパドルがない場合とで比較すると、その変化幅は、撹拌率で約14%、搬送速度で約25%に相当する結果となった。即ち、実施例1の形状にパドル170を追加し、パドル間隔を調整することで撹拌率と搬送速度をコントロールすることが可能であることが分かった。
As can be seen from FIG. 10, in comparison with Example 1 without
また、実施例2の場合、比較例1〜3と比較すると、撹拌率を比較例2、3に相当或いはそれ以上に上げつつも、搬送速度の低下を抑えられた。 Moreover, in the case of Example 2, compared with Comparative Examples 1-3, the fall of the conveyance speed was suppressed, raising the stirring rate to the comparative examples 2 and 3 or more.
次に、図11は、実施例3にかかる第2撹拌搬送スクリュー168のパドル170の幅(パドル幅)を変えた場合の搬送速度と撹拌率の関係のグラフである。実施例3では、パドル間隔が180°と360°である場合に、それぞれパドル幅Hを4mm、2mmとした場合について実験を行った。
Next, FIG. 11 is a graph of the relationship between the conveying speed and the stirring rate when the width (paddle width) of the
図11から明らかなように、パドル170がない実施例1と比較すると、パドル170がある実施例3の場合、パドル幅Hに拘らず、撹拌性が向上するが搬送速度が低下した。また、実施例3の場合、パドル幅Hが広い(図中パドル幅4mm)と撹拌性が向上する一方で搬送速度は低下し、逆にパドル幅Hが狭い(図中パドル幅2mm)と撹拌性が低下する一方で搬送速度は向上した。即ち、実施例1の形状にパドル170を追加し、パドル幅Hを調整することで撹拌率と搬送速度をコントロールすることが可能であることが分かった。また、パドル幅Hは羽根168aのピッチPの5%〜15%程度が、搬送速度の低下を抑えつつ撹拌率を上げるのに好適であることが分かった。
As is clear from FIG. 11, compared with Example 1 without the
次に、図12は、実施例4にかかる第2撹拌搬送スクリュー168の羽根168a、168bの内径d2(中空径)を変えた場合の搬送速度と撹拌率の関係のグラフである。実施例4では、羽根168a、168bの外径D1を14mm、パドル間隔が180°、パドル幅Hを4mmとした場合に、中空径を2mm(φ2)〜10mm(φ10)の範囲で変化させて実験を行った。
Next, FIG. 12 is a graph of the relationship between the conveyance speed and the stirring rate when the inner diameter d2 (hollow diameter) of the
図12から明らかなように、外径D1が14mmの第2撹拌搬送スクリュー168の場合、中空径はφ4〜φ8が搬送速度の低下を抑えつつ撹拌率を上げるのに好適であることが分かった。したがって、第2撹拌搬送スクリュー168は、外径に対する内径比率で表記すると、搬送速度と撹拌率がバランス良く両立する上では、内径は外径に対して28%〜58%が好適である。なお、第1の実施形態で説明した第2撹拌搬送スクリュー158についても、パドルがないだけで、実施例4の実験結果と同様の結果になる。このため、パドルがない第2撹拌搬送スクリュー158も、搬送速度と撹拌率がバランス良く両立する上では、内径は外径に対して28%〜58%が好適である。
As is clear from FIG. 12, in the case of the second stirring and conveying
上述の図11及び図12で説明した様に、パドル170がある本実施形態の第2撹拌搬送スクリュー168の場合、パドル170の配置間隔や幅に応じて、選択的に搬送速度と撹拌率を変化せしめることができることが分かる。特に、本実施形態のように、パドル170を設けることで、現像剤の搬送性の低下を抑えつつ、撹拌率を向上させることができる。但し、第2撹拌搬送スクリュー168のパドル170は、このような機能の他に、第2撹拌搬送スクリュー168の機械的強度を高める効果を有する。
As described above with reference to FIGS. 11 and 12, in the case of the second stirring and conveying
第2撹拌搬送スクリュー158、168は、不図示のモータにより回転駆動されるが、パドルを持たない第1の実施形態の第2撹拌搬送スクリュー158においては、回転駆動および現像剤の搬送負荷によって直径方向の寸法が変化し易い特性がある。即ち、回転方向によって第2撹拌搬送スクリュー158の羽根158a、158bは、引っ張りないし圧縮応力を受け、その結果、第2撹拌搬送スクリュー158の直径方向の寸法が変化する力を受けるためである。
The second agitating and conveying
ここで、第2撹拌搬送スクリュー158として、金属材等の十分に強度の高い材質を用いれば特に問題はないが、安価に作成するために樹脂材料を用いる場合にはこのような直径方向の寸法変化が発生する懸念がある。これに対して本実施形態の第2撹拌搬送スクリュー168のように、パドル170を羽根168a、168bを径方向に連結するように配置することによって、上述の直径方向の寸法変化も抑制することができる。
Here, there is no particular problem if a sufficiently strong material such as a metal material is used as the second agitating / conveying
[第2の実施形態の別例]
次に、第2の実施形態の別例について、図13及び図14を用いて説明する。なお、以下に示す第2撹拌搬送スクリュー168A、168Bの基本的な構成は、第2の実施形態で説明した第2撹拌搬送スクリュー168と同様であるため、同じ構成部分には同じ符号を付して説明を省略又は簡略にする。
[Another example of the second embodiment]
Next, another example of the second embodiment will be described using FIGS. 13 and 14. The basic configuration of the second agitating and conveying
上述の第2の実施形態で説明したパドル170は、前述の搬送速度及び撹拌率の制御要素や、直径方向寸法変化抑制の効果以外にも、安価な製作上のメリットがある。即ち、大量生産において安価に部品を作成するために、部品を形成する材料を溶かし、型に充填・冷却して完成形状を得る型成形技術が用いられる。
The
この型成形においては型を分割する際に分割が簡易になるように、いわゆるアンダーカット形状がないことが重要である。複雑なアンダーカット形状がある場合には型成形が難しく、部品を分割して形成するため、部品点数の増加や重量増、組み立て工数増大などのデメリットがある。 In this mold forming, it is important that there is no so-called undercut shape so that the mold can be divided easily. If there is a complicated undercut shape, molding is difficult, and parts are formed separately, which has disadvantages such as an increase in the number of parts, an increase in weight, and an increase in the number of assembling steps.
そこで、本例の第2撹拌搬送スクリュー168Bでは、第1連結部としてのパドル170Bは、板状部171と、板状部171の両面の幅方向一部にそれぞれ厚み方向に突出する突部172を有する。突部172は、一対の羽根168a、168bが互いに回転軸線方向にずれた位置で接続される。本例では、このようの突部172を設けることで、第2の実施形態の第2撹拌搬送スクリュー168のように、パドル170の配置間隔を180°とした場合でも、パドル170によって型分割時のアンダーカットの発生を防止することができる。
Therefore, in the second stirring and conveying
図13(a)は、第2撹拌搬送スクリュー168Aを形成する型を2方向(図の上下方向)に分割した時の分割位置を示す図である。ここで中心線PLが型分割位置、双方向の矢印が型分割の方向である。ここで、図13(b)に示すように、第2撹拌搬送スクリュー168Aの第1連結部としてのパドル170Aと羽根168a、168bの接合部を拡大すると、型分割方向に微小なアンダーカットUが発生する。即ち、羽根168a、168bをパドル170Aに対して回転軸線方向に関して同じ位置で接続すると、図13(b)に示すようなアンダーカットUが発生してしまう。
FIG. 13A is a diagram showing a division position when a mold for forming the second stirring and conveying
このようなアンダーカットUが発生しないように、パドル170Aに対する羽根168a、168bの接続部の回転軸線方向の位置を微小にずらすことも考えられる。但し、この場合には接続部の形状が複雑になる。
It is also conceivable to slightly shift the position in the rotational axis direction of the connection portion of the
このため、本例の第2撹拌搬送スクリュー168Bでは、図14(a)、(b)に示すように、パドル170Bと羽根168a、168bの接続部分について、パドル170Bの表面に突部172を設けることによって、アンダーカットを防止するようにしている。即ち、突部172を設けることで、羽根168a、168bの接続部を複雑な形状とすることなく、単に、羽根168a、168bを突部172に突き当てるように形成することで、羽根168a、168bを互いに回転軸線方向にずれた位置で接続できる。この結果、簡単な構成で、アンダーカットを防止でき、2方向による型分割で簡単に第2撹拌搬送スクリュー168Bを製造できる。
For this reason, in the second stirring and conveying
なお、本例では、突部172は、図14(b)に示したように、略円柱形状とした。例えば、板状部171の板厚を1mm、突部172の直径を2mmとして、突部172が板状部171の厚み方向両側にそれぞれ0.5mm突出するようにしている。但し、板状部171の板厚や突部172の厚み方向への突出量はこれに限らないが、突部172の突出量は、厚み方向両側にそれぞれ1mm以下とすることが好ましい。また、突部の形状は、アンダーカットを防止することができれば、円柱形状に限定するものではなく、パドル170Bの長手方向に直交する断面形状が矩形状などであっても良い。
In addition, in this example, as shown in FIG. 14 (b), the
<第3の実施形態>
第3の実施形態について、図1ないし図3を参照しつつ、図15及び図16を用いて説明する。上述の第2の実施形態では、パドル170、170Bを板状に形成し、板の表面が回転軸線方向と略平行となるように配置した。これに対して本実施形態では、第1連結部としてのパドル170C、170Dを、板の表面を回転軸線方向に対して傾斜させている。その他の構成及び作用は、上述の第2の実施形態と同様であるため、第2の実施形態と同様の構成に同一の符号を付して、図示及び説明を省略又は簡略にし、以下、第2の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
Third Embodiment
The third embodiment will be described using FIGS. 15 and 16 with reference to FIGS. 1 to 3. In the above-described second embodiment, the
まず、図15(a)の第2撹拌搬送スクリュー178は、パドル170Cを板状に形成し、全体を回転軸線方向に対して傾斜させている。このような構成の場合、羽根168bに搬送される現像剤は、羽根168aに搬送される現像剤よりもパドル170Cに塞き止められるようになる。このため、現像剤の撹拌性を高めることができるが、搬送性が大きく低下してしまう虞がある。
First, the second agitating and conveying
一方、図15(b)の第2撹拌搬送スクリュー178Aは、パドル170Dが第1板状部173と、第2板状部174とを有する。第1板状部173は、第2撹拌搬送スクリュー178Aの回転軸線方向に対して傾斜し、一対の羽根168a、168bのうちの一方の羽根168aに接続された板状の部材である。第2板状部174は、回転軸線方向に対して第1板状部173と反対方向に傾斜し、他方の羽根168bに接続される板状の部材である。即ち、第1板状部173と第2板状部174は、羽根168a又は羽根168bのそれぞれの接続部を通る径方向に平行な線を中心に互いに捩じれた状態で配置されている。
On the other hand, in the second stirring and conveying
また、第1板状部173と第2板状部174は、回転軸線に対して傾斜している角度θの大きさは同じとし、互いに逆方向に傾斜している。このため、第1板状部173と第2板状部174は、第2撹拌搬送スクリュー178Aの回転中心軸に対して回転対称に配置されている。
Further, the first plate-
また、第1板状部173と第2板状部174は、それぞれが接続されている羽根168a又は168bが搬送する現像剤の流れを円滑にすべく、図15(c)に示すように、羽根168a、168bに対して傾斜する角度ηを設定されている。即ち、第1板状部173は、板の表面が羽根168aの表面に沿うように配置され、第2板状部174は、板の表面が羽根168bの表面に沿うように配置されている。
Further, as shown in FIG. 15C, the first plate-
言い換えれば、図15(c)に示すように、一対の羽根168a、168bとパドル170Dとが接続されている部分を径方向から見たとする。この場合に、第1板状部173と一方の羽根168aとがなす角度η、及び、第2板状部174と他方の羽根168bとがなす角度ηを、90°未満としている。特に、これらの角度ηは、好ましくは45°以下、より好ましくは30°以下とする。
In other words, as shown in FIG. 15C, it is assumed that the portion where the pair of
[搬送速度と撹拌率を調べた実験]
ここで、本実施形態の第2例の第2撹拌搬送スクリュー178Aを用いた場合(実施例5)と、第1の実施形態で説明した実施例1及び比較例1〜3とで、現像剤の搬送速度と撹拌率を調べた実験結果を図16に示す。実験では、これら実施例1、5及び比較例1〜3を図2、3に示した現像装置の撹拌室に配置し、それぞれの場合における搬送速度と撹拌率を調べた。実験方法は、第1の実施形態で実施例1及び比較例1〜3を説明した場合と同様である。
[Experiment that investigated transport speed and agitation rate]
Here, in the case where the second stirring and conveying
図16は、実施例5にかかる第2撹拌搬送スクリュー178Aの第1板状部173及び第2板状部174の回転軸線に対して傾斜している角度θを、0°〜56°の範囲で変化させて実験を行った場合の搬送速度と撹拌率の関係のグラフである。また、実施例5では、各角度θにおいて、パドル間隔が180°、パドル幅Hを4mmとした。
FIG. 16 is a diagram illustrating an angle θ inclined with respect to the rotation axis of the first plate-
図16から明らかなように、第2撹拌搬送スクリュー178Aでは、第1板状部173及び第2板状部174の角度θが大きくなるにつれ撹拌性が低下し、搬送速度が向上していくことが分かった。特に、θが5°〜56°では、比較例1に対して搬送速度の低下を抑えつつ、撹拌率を大幅に上げられることが分かった。
As is clear from FIG. 16, in the second agitating and conveying
以上、第1例のように、パドル170Cを回転軸線方向に傾けたり、第2例のように第1板状部173と第2板状部174を捩じるように配置することでも、搬送速度と撹拌率をコントロールすることができる。特に、第2例のように構成することで、搬送速度の低下を抑制しつつ撹拌率を向上させることができる。
As described above, as in the first example, the
<他の実施形態>
上述の第2、第3の実施形態では、パドル170、170A〜170Dは等間隔で配置したが、例えば図3に示した連通口156a、156b近傍など、搬送特性に変化を与えたい個所の近傍においては、必ずしも等間隔配置にしなくても良い。例えば、連通口156a、156b近傍のパドルの間隔を、その他の領域のパドルの間隔よりも広くしても良い。
Other Embodiments
In the above-described second and third embodiments, the
上述の各実施形態では、現像装置として、現像室153aで現像スリーブ152に現像剤を供給し、現像室153aで現像スリーブ152から現像剤を回収する構成について説明した。但し、本発明は、現像室で現像スリーブに現像剤を供給し、現像スリーブからの現像剤の回収を撹拌室で行う、所謂、機能分離型の構成にも適用可能である。
In the above-described embodiments, as the developing device, the configuration is described in which the developer is supplied to the developing
また、上述の各実施形態では、本発明を、複写機、プリンタ、ファクシミリのうちの少なくとも複数の機能を有する複合機に適用したが、複写機、プリンタ、ファクシミリのような他の画像形成装置にも、本発明を適用可能である。 In each of the above-described embodiments, the present invention is applied to a multifunction machine having at least a plurality of functions of a copier, a printer, and a facsimile, but the present invention may be applied to another image forming apparatus such as a copier, a printer, and a facsimile. The present invention is also applicable.
1・・・画像形成装置/15・・・現像装置/100・・・画像形成装置本体/151・・・現像容器/152・・・現像スリーブ(現像剤担持体)/153a・・・現像室(第1室)/153b・・・攪拌室(第2室)/157・・・第1撹拌搬送スクリュー/158、168、168A、168B、178、178A・・・第2撹拌搬送スクリュー(撹拌搬送スクリュー)/158a、158b、168a、168b・・・羽根/158c・・・連結部(第2連結部)/159・・・補給口/170、170A、170B、170C、170D・・・パドル(第1連結部)/171・・・板状部/172・・・突部/173・・・第1板状部/174・・・第2板状部 1 ... image forming device / 15 ... developing device / 100 ... image forming device main body / 151 ... developing container / 152 ... developing sleeve (developer carrier) / 153a ... developing chamber (First chamber) / 153b: stirring chamber (second chamber) / 157: first stirring conveyance screw / 158, 168, 168A, 168B, 178, 178A: second stirring conveyance screw (stirring conveyance (stirring conveyance Screws / 158a, 158b, 168a, 168b ... vanes / 158c ... connection portion (second connection portion) / 159 ... replenishment port / 170, 170A, 170B, 170C, 170D ... paddle (second 1 connecting portion) / 171 ... plate-like portion / 172 ... projection / 173 ... first plate-like portion / 174 ... second plate-like portion
Claims (16)
それぞれが前記回転軸線方向に沿って螺旋状に形成され、前記回転軸線方向から見た場合に、径方向に互いに空間を介して配置される多条の羽根と、
前記多条の羽根の前記回転軸線方向両端部で、前記多条の羽根を連結する連結部と、を備えた、
ことを特徴とする撹拌搬送スクリュー。 It is a stirring conveyance screw which conveys to a rotation axial direction, rotating and stirring developer,
Each of which is formed in a spiral shape along the rotational axis direction, and when viewed from the rotational axis direction, a plurality of blades arranged in a radial direction with a space between each other;
A connecting portion for connecting the multi-row blades at both ends in the rotation axis direction of the multi-row blades;
Stirring and conveying screw characterized in that.
ことを特徴とする、請求項1に記載の撹拌搬送スクリュー。 The multi-rowed vanes are equally spaced in the direction of rotation,
The stirring and conveying screw according to claim 1, wherein
それぞれが前記回転軸線方向に沿って螺旋状に形成された多条の羽根と、
前記多条の羽根のうちの少なくとも一対の羽根を径方向に連結する第1連結部と、
前記多条の羽根の前記回転軸線方向両端部で、前記多条の羽根を連結する第2連結部と、を備え、
前記多条の羽根は、前記第1連結部を除く部分を前記回転軸線方向から見た場合に、径方向に互いに空間を介して配置される、
ことを特徴とする撹拌搬送スクリュー。 It is a stirring conveyance screw which conveys to a rotation axial direction, rotating and stirring developer,
Multi-row blades, each of which is helically formed along the rotation axis direction;
A first connecting portion that radially connects at least a pair of blades among the multi-row blades;
And a second connecting portion connecting the multi-row blades at both ends in the rotation axis direction of the multi-row blades;
The multi-rowed vanes are arranged radially with space therebetween when the portion excluding the first connection portion is viewed from the rotational axis direction.
Stirring and conveying screw characterized in that.
ことを特徴とする、請求項3に記載の撹拌搬送スクリュー。 The pair of blades are arranged at equal intervals in the rotation direction.
The stirring and conveying screw according to claim 3, wherein
ことを特徴とする、請求項3又は4に記載の撹拌搬送スクリュー。 The plurality of first connection portions are arranged at equal intervals in the rotation axis direction,
The stirring conveyance screw according to claim 3 or 4 characterized by things.
ことを特徴とする、請求項3ないし5のうちの何れか1項に記載の撹拌搬送スクリュー。 The pair of blades are arranged at the same pitch.
The stirring conveyance screw according to any one of claims 3 to 5, characterized in that.
ことを特徴とする、請求項6に記載の撹拌搬送スクリュー。 The length of the first connecting portion in the rotation axis direction is 5 to 15% of the pitch of the pair of blades.
The stirring and conveying screw according to claim 6, wherein
ことを特徴とする、請求項3ないし7のうちの何れか1項に記載の撹拌搬送スクリュー。 The first connection portion is formed in a plate shape.
The stirring and conveying screw according to any one of claims 3 to 7, characterized in that
ことを特徴とする、請求項3ないし7のうちの何れか1項に記載の撹拌搬送スクリュー。 The first connecting portion protrudes in the thickness direction at a part in the width direction of both sides of the plate-like portion and the plate-like portion, and the pair of blades are connected to each other at positions shifted in the rotation axis direction. Having
The stirring and conveying screw according to any one of claims 3 to 7, characterized in that
ことを特徴とする、請求項3ないし7のうちの何れか1項に記載の撹拌搬送スクリュー。 The first connecting portion is inclined with respect to the rotation axis direction, and is connected to one of the pair of blades, and the first connection portion is connected to one of the blades and the rotation axis direction is the first connection portion. And one plate-like portion and a plate-like second plate-like portion inclined in the opposite direction and connected to the other blade,
The stirring and conveying screw according to any one of claims 3 to 7, characterized in that
ことを特徴とする、請求項10に記載の撹拌搬送スクリュー。 An angle formed between the first plate-like portion and the one blade when viewed from a radial direction at a portion where the pair of blades and the first connection portion are connected, and the second plate-like portion And the angle between the other blade is less than 90 °,
The stirring and conveying screw according to claim 10, wherein
ことを特徴とする、請求項1ないし11のうちの何れか1項に記載の撹拌搬送スクリュー。 The multiple blades are arranged at the same pitch as one another.
The stirring conveyance screw according to any one of claims 1 to 11, characterized in that
ことを特徴とする、請求項1ないし12のうちの何れか1項に記載の撹拌搬送スクリュー。 Each of the multi-blades has an inner diameter of 28 to 58% of an outer diameter when viewed in the rotation axis direction.
The stirring and conveying screw according to any one of claims 1 to 12, characterized in that:
ことを特徴とする、請求項1ないし13のうちの何れか1項に記載の撹拌搬送スクリュー。 The multi-rowed blade is two rows,
The stirring and conveying screw according to any one of claims 1 to 13, characterized in that:
前記第1室内の現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、
前記第2室内で現像剤を撹拌しつつ搬送する、請求項1ないし14のうちの何れか1項に記載の撹拌搬送スクリューと、を備えた、
ことを特徴とする現像装置。 A developer container containing a developer and having a first chamber, and a second chamber forming the circulation passage of the first chamber and the developer;
A developer carrier that carries and transports the developer in the first chamber;
The stirring and conveying screw according to any one of claims 1 to 14, wherein the developer is conveyed while being stirred in the second chamber.
A developing device.
ことを特徴とする、請求項15に記載の現像装置。 The second chamber has a supply port for supply developer.
The developing device according to claim 15, characterized in that:
Priority Applications (1)
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JP2018009111A JP2019128421A (en) | 2018-01-23 | 2018-01-23 | Stirring conveyance screw and developing device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020148912A (en) * | 2019-03-13 | 2020-09-17 | 富士ゼロックス株式会社 | Transfer member, powder transfer device, powder collection container, and image forming device |
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2018
- 2018-01-23 JP JP2018009111A patent/JP2019128421A/en active Pending
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JP7275680B2 (en) | 2019-03-13 | 2023-05-18 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | Conveying member, powder conveying device, powder recovery container, image forming apparatus |
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