JP2021086043A - Developing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複数の機能を有する複合機などの画像形成装置に適用される現像装置に関する。 The present invention relates to a developing device applied to an image forming device such as a copier, a printer, a facsimile, and a multifunction device having a plurality of these functions.
電子写真方式の画像形成装置で、特にフルカラーやマルチカラー画像を形成する画像形成装置では、画像の色味などの観点から、多くの現像装置で非磁性トナーと磁性キャリアとを主成分とした二成分現像剤が使用されている。二成分現像剤を用いた現像装置の場合、現像容器内に収容された現像剤をスクリュにより撹拌しつつ搬送する。このように現像剤を撹拌しつつ搬送するスクリュとして、回転軸の周囲に螺旋状に形成された2条の羽根部を設け、2条の羽根部のそれぞれに、回転軸の軸線方向で不連続となる不連続部を設けた構成が提案されている(特許文献1参照)。 In electrophotographic image forming devices, especially in image forming devices that form full-color or multi-color images, many developing devices mainly contain non-magnetic toner and magnetic carriers from the viewpoint of image tint. A component developer is used. In the case of a developing apparatus using a two-component developing agent, the developing agent contained in the developing container is conveyed while being stirred by a screw. As a screw that conveys the developer while stirring in this way, two spirally formed blades are provided around the rotating shaft, and each of the two blades is discontinuous in the axial direction of the rotating shaft. A configuration has been proposed in which a discontinuity portion is provided (see Patent Document 1).
しかしながら、上述した特許文献1に記載の構成では、2条の羽根部のそれぞれに不連続部を設けているので、現像剤の搬送性を十分に確保できない可能性がある。即ち、2条の羽根部のそれぞれに設けられた不連続部は、互いに位相が異なるだけで、同じ体積分、それぞれの羽根を切り欠くように形成されている。このため、現像剤の撹拌性については向上を期待できるものの、羽根部に不連続部があることで、現像剤の搬送に寄与する羽根部の面積が減少するため、現像剤の搬送性が低下してしまう。特許文献1に記載の構成では、いずれの羽根部も現像剤の搬送性が低下してしまうため、スクリュとしての現像剤の搬送性を十分に確保できない可能性がある。
However, in the configuration described in
本発明は、現像剤の搬送性と撹拌性とを両立できる現像装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a developing apparatus capable of achieving both transportability and stirring property of a developer.
本発明の現像装置は、現像剤を担持して搬送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1室と、前記第1室と現像剤の循環経路を形成する第2室と、を有する現像容器と、前記第1室に配設され、回転により現像剤を第1方向に搬送する第1搬送部材と、前記第2室に配設され、前記現像容器に対して回転可能に設けられた回転軸と、前記回転軸の周囲に螺旋状に形成され、回転方向への回転により現像剤を回転軸線方向で前記第1方向と反対の第2方向に搬送する複数の条数の羽根部と、を有する第2搬送部材と、前記現像容器に現像剤を補給可能な補給手段から現像剤が補給される補給口と、前記第2室に設けられ、前記第2室内の現像剤のトナー濃度に関する情報を検知する検知手段と、を備える現像装置であって、前記複数の条数の羽根部のうち、少なくとも1条の第1羽根部が、前記第2方向に関して前記補給口の下流端から前記検知手段の上流端までの間の設置領域の少なくとも一部において、前記第1羽根部が不連続となる空隙部と、前記回転方向の下流側端部が前記空隙部に対向する前記第1羽根部の前記下流側端部から前記第2方向の上流側に連続すると共に、前記第2方向に関して上流側に隣り合って位置する前記第1羽根部とは異なる第2羽根部との間に間隙を有して設けられるリブと、を有する形状であることを特徴とする。 The developing apparatus of the present invention forms a developing agent-bearing body that carries and carries the developing agent, a first chamber that supplies the developing agent to the developing agent-bearing body, and a circulation path between the first chamber and the developing agent. A developing container having a second chamber, a first transport member disposed in the first chamber and transporting the developer in the first direction by rotation, and a developing container disposed in the second chamber. On the other hand, a rotatably provided rotating shaft and a spirally formed around the rotating shaft are formed, and the developer is conveyed in the second direction opposite to the first direction in the direction of the rotating axis by rotation in the rotating direction. A second transport member having a plurality of blades, a replenishment port for replenishing the developer from a replenishment means capable of replenishing the developing container, and a second chamber provided in the second chamber. (2) A developing apparatus including a detecting means for detecting information on the toner concentration of a developer in a room, wherein at least one first blade of the plurality of blades is in the second direction. In at least a part of the installation area between the downstream end of the supply port and the upstream end of the detection means, the gap portion in which the first blade portion is discontinuous and the downstream end portion in the rotational direction are said. It is different from the first blade portion which is continuous from the downstream end portion of the first blade portion facing the gap portion to the upstream side in the second direction and is located adjacent to the upstream side in the second direction. It is characterized in that it has a rib provided with a gap between it and the second blade portion.
本発明によれば、現像剤の搬送性と撹拌性とを両立することができる。 According to the present invention, it is possible to achieve both the transportability of the developer and the stirring property.
以下、本発明の実施形態を、図1〜図10を参照しながら詳細に説明する。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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 10. First, the schematic configuration of the image forming apparatus of this 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、それぞれ像担持体としての感光ドラム3を有する4つの画像形成部PY、PM、PC、PKを備えた電子写真方式のタンデム型のフルカラープリンタである。画像形成装置1は、上部に設けられた原稿読み取り装置2又は画像形成装置1に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(以下、シートと略称する)が挙げられる。また、画像形成部PY、PM、PC、PK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。
[Image forming device]
The
なお、画像形成装置1が備える4つの画像形成部PY、PM、PC、PK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、ここでは代表して画像形成部PY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 image forming units PY, PM, PC, and PK included in the
画像形成装置1は、制御部12を備えている。制御部12は、CPUと、各部を制御するプログラムを記憶するROMと、データを一時的に記憶するRAMと、外部と信号を入出力する入出力回路とを備えている。CPUは、画像形成装置1の制御全体を司るマイクロプロセッサであり、システムコントローラの主体である。CPUは、入出力回路を介して、シート給送部、画像形成部PY、PM、PC、PK、シート搬送部等に接続され、各部と信号をやり取りすると共に動作を制御する。
The
[画像形成部]
画像形成部PYは、感光ドラム3と、帯電ローラ4と、露光装置5と、現像装置6と、一次転写ローラ7と、クリーニングブレード8とを有している。感光ドラム3と帯電ローラ4とは、ドラム容器51により回転可能に支持され、帯電ローラ4及びクリーニングブレード8は感光ドラム3に押圧した状態で支持されている。これら感光ドラム3と、帯電ローラ4と、クリーニングブレード8と、ドラム容器51とは、ドラムカートリッジ50を構成し、装置本体10に対して着脱可能になっている。
[Image forming part]
The image forming unit PY includes a
回転可能な像担持体として感光ドラム3は、負帯電特性の有機光半導体である感光層を有した円筒状(ドラム型)の電子写真感光体である。感光ドラム3は、直径が30mm、長手方向の長さが360mmであり、装置本体10に内蔵された不図示の駆動源に駆動連結され、250mm/secのプロセススピード(周速度)で駆動源の駆動力により回転する。
As the rotatable image carrier, the
帯電ローラ4は、例えば、直径14mm、長手方向の長さ320mmで、感光ドラム3に押圧されているため感光ドラム3に従動して回転する。帯電ローラ4は感光ドラム3に向かって不図示の付勢ばねによって付勢されている。また、印加手段としての高圧電源から帯電バイアス(DC電圧:−900V、ACピーク間電圧:1500V)が帯電ローラ4に印加されることによって、感光ドラム3は均一に帯電される。露光装置5としては、帯電ローラ4により帯電処理された感光ドラム3にレーザ光を照射する半導体レーザを備えたレーザビームスキャナが適用されている。
The
各画像形成部PY、PM、PC、PKの上方には、転写装置20が配置されている。転写装置20は、無端状の中間転写ベルト21が複数のローラに張設されて、矢印方向に周回移動(回転)するように構成されている。そして、中間転写ベルト21は、中間転写ベルト21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21を張架するローラのうちの二次転写内ローラ22と中間転写ベルト21を挟んで対向する位置には、二次転写外ローラ23が配置され、中間転写ベルト21上のトナー像をシートSに転写する二次転写部T2を構成している。二次転写部T2のシート搬送方向の下流には定着装置30が配置されている。転写装置20の上方には、現像装置6に補給用の現像剤を補給するための収容容器9が配置されている。
A
画像形成装置1の下部には、シートSが収容されたカセット40が配置されている。カセット40から給送されたシートSは、搬送ローラ41によりレジストレーションローラ42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42にシートSの先端が突き当たり、ループを形成することでシートSの斜行を補正する。その後、中間転写ベルト21上のトナー像と同期してレジストレーションローラ42の回転を開始させ、シートSを二次転写部T2に搬送する。
A
上述のように構成される画像形成装置1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3の表面が帯電ローラ4によって一様に帯電される。次いで、感光ドラム3は、露光装置5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、感光ドラム3上に画像信号に応じた静電像が形成される。感光ドラム3上の静電像は、現像装置6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。
The process of forming, for example, a four-color full-color image by the
感光ドラム3上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト21を挟んで配置される一次転写ローラ7との間で構成される一次転写部T1(図2参照)にて、中間転写ベルト21に一次転写される。この際、一次転写ローラ7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3の表面に残った転写残トナーは、クリーニングブレード8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PY、PM、PC、PKで順次行い、中間転写ベルト21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40に収容されたシート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23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21上の4色のトナー像を、シート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21に残留したトナーは、中間転写ベルトクリーナ24により除去される。
Such an operation is sequentially performed by the yellow, magenta, cyan, and black image forming portions PY, PM, PC, and PK, and the toner images of four colors are superimposed on the
次いで、シートSは、定着装置30に搬送される。定着装置30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31及び加圧ローラ32を備え、定着ローラ31と加圧ローラ32とで定着ニップ部を形成する。この定着装置30の定着ニップ部にトナー像が転写されたシートSを通過させることで、シートSが加熱及び加圧される。そして、シートS上のトナーは溶融及び混合されて、フルカラーの画像としてシートSに定着される。その後、シートSは、排出ローラ43により排出トレイ11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 sheet S is conveyed to the fixing
なお、本実施形態の画像形成装置1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。
The
[現像装置]
次に、現像装置6の詳しい構成について、図2及び図3を用いて説明する。本実施形態では、現像装置6はカートリッジ状で現像カートリッジを構成している。現像装置6は、非磁性トナーと磁性を有するキャリアを含む現像剤が収容される現像容器60と、現像容器60内の現像剤を担持して搬送する円筒形状の回転体である現像スリーブ(現像剤担持体)70とを有する。現像スリーブ70は、感光ドラム3に対し隙間Gを空けて現像容器60に収容され、現像容器60に収容された現像剤を担持し、感光ドラム3に対向する現像領域Ar1に現像剤を搬送して静電潜像を現像可能である。
[Developer]
Next, the detailed configuration of the developing
図3に示すように、現像スリーブ70は、中心軸71を有し、中心軸71を現像容器60に対して回転可能に支持するスリーブ軸受72により支持され、図2中矢印方向に回転駆動される。図2に示すように、現像スリーブ70の内部には、周方向に並んだ複数の磁極を有する現像マグネットとしてのマグネットローラ73が、現像容器60に対してマグネット支軸74により非回転に配置されている。現像容器60の内部は、その略中央部が現像スリーブ70の回転軸線方向に延在する隔壁61によって現像室(第1室)62と撹拌室(第2室)63とに水平方向の左右に区画されている。これにより、現像剤は、隔壁61により隔てられた現像室62及び撹拌室63に収容されている。現像室62及び撹拌室63は、現像剤の循環経路を形成する。現像室62には第1搬送部材としての第1搬送スクリュ64が配置され、撹拌室63に第2搬送部材としての第2搬送スクリュ65が配置されている。第1搬送スクリュ64及び第2搬送スクリュ65は、現像スリーブ70の回転軸線方向に沿って略平行に配置されている。尚、本明細書では、第2搬送スクリュ65の回転軸線方向を長手方向(幅方向)X、長手方向Xの装置本体10の奥側を第1方向D1、手前側を第2方向D2として示す。即ち、第1方向D1は、現像室62における現像剤搬送方向であり、第2方向D2は、撹拌室63における現像剤搬送方向である。
As shown in FIG. 3, the developing
隔壁61の長手方向Xの両端部(図3の左側部及び右側部)には、現像室62と撹拌室63との間での現像剤の通過を許す第1連通口61a及び第2連通口61bが設けられている。第1搬送スクリュ64及び第2搬送スクリュ65は、現像容器60内の現像剤を撹拌及び搬送しつつ、第1連通口61a及び第2連通口61bを介して現像室62及び撹拌室63を循環させる。
At both ends (left side and right side in FIG. 3) of the
第1搬送スクリュ64及び第2搬送スクリュ65は、いずれもスクリュ状部材であり、それぞれ回転軸の周りに螺旋状の羽根を有している。第1搬送スクリュ64は、現像室62の底部に現像スリーブ70の長手方向Xに沿って配設されており、不図示の駆動源によって回転軸を回すことで現像室62内の現像剤を撹拌しながら第1方向D1に搬送しつつ、現像スリーブ70に現像剤を供給する。現像スリーブ70に担持され、現像工程でトナーが消費された現像剤は、現像室62に回収される。
The
第2搬送スクリュ65は、撹拌室63内の底部に現像スリーブ70の長手方向Xに沿って配設され、撹拌室63内の現像剤を第1搬送スクリュ64とは反対向きの第2方向D2に撹拌しながら搬送してトナー濃度を均一化する。また、隔壁61は、撹拌室63から現像室62に現像剤を受け渡す第1連通口61aと、第1連通口61aより第2方向D2の上流側に設けられ、現像室62から撹拌室63に現像剤を受け渡す第2連通口61bとを有している。現像剤は、第1搬送スクリュ64及び第2搬送スクリュ65によって搬送され、第1連通口61a及び第2連通口61bを通過して現像容器60内を循環する。
The
撹拌室63の第2搬送スクリュ65の第2方向D2の上流端部には、現像容器60内にトナーを含む現像剤を補給するための現像剤補給口(補給口)66が設けられている。現像剤補給口66は、不図示の現像剤補給装置を介して、現像容器60に現像剤を補給可能な補給手段としての収容容器9(図1参照)に接続されている。したがって、補給用の現像剤は、収容容器9から現像剤補給装置及び現像剤補給口66を介して撹拌室63内に供給される。第2搬送スクリュ65は、現像剤補給口66から補給された現像剤と、既に撹拌室63内にある現像剤とを撹拌しつつ搬送し、トナー濃度を均一化する。
At the upstream end of the
したがって、図3に示すように、第1搬送スクリュ64及び第2搬送スクリュ65の搬送力により、現像工程でトナーが消費されてトナー濃度が低下した現像室62内の現像剤が、第1方向D1側の第2連通口61bを介して撹拌室63内へ移動する。そして、撹拌室63内に移動した現像剤は、補給された現像剤と撹拌されつつ搬送され、第2方向D2側の第1連通口61aを介して現像室62へ移動する。
Therefore, as shown in FIG. 3, the developing agent in the developing
図2に示すように、現像容器60の現像室62には、感光ドラム3に対向した現像領域Ar1に相当する位置に開口部60aがあり、この開口部60aにおいて現像スリーブ70が感光ドラム3の方向に一部露出するように回転自在に配設されている。このような現像スリーブ70は、駆動源によって回転駆動され、現像剤を現像領域Ar1に搬送可能で、現像領域Ar1において現像剤を感光ドラム3に供給する。本実施形態では、現像スリーブ70は非磁性材料として例えばアルミニウムやステンレスにより円筒状に形成され、直径が20mm、長手方向の長さが334mmであり、250mm/secのプロセススピード(周速度)で、現像動作時に回転する。
As shown in FIG. 2, in the developing
開口部60aの現像スリーブ70の回転方向上流側には、現像スリーブ70に担持された現像剤の量(層厚)を規制する現像ブレード67が固定されている。現像ブレード67は、現像スリーブ70の表面に現像剤の薄層を形成する。本実施形態では、現像スリーブ70が現像領域Ar1において重力方向下方から上方に向かって回転するため、現像ブレード67は、現像領域Ar1の重力方向下方に位置する。
A developing
マグネットローラ73は、周方向に複数の磁極S1、S2、S3、N1、N2極の合計5極を有して、ローラ状に形成されている。このようなマグネットローラ73は、現像スリーブ70に現像剤を担持させる磁界を発生させると共に、剥離領域で現像スリーブ70から現像剤を剥離させる磁界を発生させる。
The
現像スリーブ70上の現像剤は、現像スリーブ70が回転することによって、現像領域Ar1で穂立ちして磁気穂を形成する。この磁気穂が、現像領域Ar1において現像スリーブ70と同方向に回転する感光ドラム3に接触し、帯電したトナーによって感光ドラム3上の静電像をトナー像として現像する。また、現像効率、即ち、潜像へのトナーの付与率を向上させるために、通常、現像スリーブ70には現像バイアス電源から、直流電圧及び交流電圧を重畳した現像バイアス電圧が印加される。感光ドラム3にトナーを供給した後の現像スリーブ70上の現像剤は、更に現像スリーブ70が回転することによって現像室62に回収される。
The developer on the developing
なお、現像容器60の撹拌室63には、図3に示すように、撹拌室63内(第2室内)の現像剤のトナー濃度に関する情報を検知するインダクタンスセンサ(検知手段)68が設けられている。本実施形態では、インダクタンスセンサ68は、撹拌室63の第2方向D2の下流側に設けられている。
As shown in FIG. 3, the stirring
また、本実施形態では、トナーカートリッジ内の補給トナーに少量のキャリアを混在させることで、トナーと共に磁性キャリアも補給する。一方で、キャリアの補給により余剰となった分の現像剤を現像装置6から排出する不図示の排出口を現像容器60の一端に設けることで、劣化したキャリアを現像装置6内から排出し、現像容器60内のキャリアの入れ換えを行っている。
Further, in the present embodiment, the magnetic carriers are replenished together with the toner by mixing a small amount of carriers with the replenishing toner in the toner cartridge. On the other hand, by providing a discharge port (not shown) at one end of the developing
[現像剤]
ここで、本実施形態で用いる二成分現像剤について説明する。現像剤は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とを混合したものを用いる。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に、酸化チタン、シリカ等の微粉末を表面に添加したものである。磁性キャリアは、フェライト粒子や磁性粉を混錬した樹脂粒子からなるコアの表層に樹脂コートを施したものである。初期状態の現像剤中のトナーの濃度は、例えば、8%〜10%である。
[Developer]
Here, the two-component developer used in the present embodiment will be described. As the developer, a mixture of a non-magnetic toner having a negative charge polarity and a magnetic carrier having a positive charge polarity is used. The non-magnetic toner is a resin in which a colorant, a wax component, etc. are encapsulated in a resin such as polyester or styrene acrylic, and powdered by crushing or polymerization, and fine powder such as titanium oxide or silica is added to the surface. .. The magnetic carrier is obtained by applying a resin coating to the surface layer of a core made of resin particles obtained by kneading ferrite particles or magnetic powder. The concentration of toner in the developer in the initial state is, for example, 8% to 10%.
[現像剤の撹拌性と搬送性について]
次に、撹拌室63内で現像剤を搬送する第2搬送スクリュ65による現像剤の撹拌性と搬送性について説明する。撹拌室63には、上述のように補給現像剤が補給されるため、第2搬送スクリュ65には、現像剤の撹拌性と搬送性とを両立することが求められる。
[Regarding the agitation and transportability of the developer]
Next, the stirring property and the transportability of the developer by the
まず、撹拌性について説明する。感光ドラム3上に形成された静電潜像をより忠実にトナーにより現像するためには、現像容器60内のトナーの帯電量を安定させることが望まれる。トナーの帯電量は、現像剤のトナー濃度に依存する傾向がある。即ち、現像剤のトナー濃度が高過ぎるとトナーの帯電量が低くなり、現像剤のトナー濃度が低すぎると、トナーが過剰に帯電してしまう。トナーの帯電量が大きいほど感光ドラム3上の潜像に対して現像されるトナー量は少なくなるので、トナーの帯電量にムラがあると、感光ドラム3上のトナー像に濃度ムラが生じてしまう。
First, the agitation property will be described. In order to more faithfully develop the electrostatic latent image formed on the
また、トナーはキャリアとの摺擦により帯電するため、現像容器60内で局所的に現像剤のトナー濃度が高いと、キャリアに対するトナーの被覆率が高くなり過ぎて、トナーの帯電量が不足してしまう。この結果、感光ドラム3上の非画像部へのトナー飛翔や、現像容器60外へのトナー飛散などが発生してしまう。
Further, since the toner is charged by rubbing against the carrier, if the toner concentration of the developer is locally high in the developing
また、トナーの帯電量の上昇などにより、現像剤の嵩が高くなってくると、補給現像剤が搬送スクリュ64、65の回転半径内に取り込まれ難くなる。このため補給現像剤が、現像容器60内に既に存在している現像剤の上を滑りながら搬送されてしまい、補給現像剤が良好に撹拌されないまま現像室62に達し、現像スリーブ70に汲み上げられてしまうことが起こり得る。
Further, when the bulk of the developer becomes high due to an increase in the amount of charge of the toner or the like, it becomes difficult for the supplementary developer to be taken into the radius of gyration of the transport screws 64 and 65. Therefore, the replenishing developer is conveyed while sliding on the developing agent already existing in the developing
ここで、補給現像剤が補給された直後の現像剤のトナー濃度は高い状態であるのに対して、現像スリーブ70でトナーが消費され現像容器60内に回収された現像剤のトナー濃度は低い。したがって、このようにトナー濃度が異なる現像剤を速やかに撹拌混合し、現像容器60内の現像剤のトナー濃度を安定させることが必要となる。
Here, the toner concentration of the developer immediately after the replenishment developer is replenished is high, whereas the toner concentration of the developer consumed by the developing
次に、現像剤の搬送性について説明する。出力画像濃度に比例したトナー消費量と同量のトナーを現像スリーブ70に供給するためには、搬送スクリュ64、65により現像剤の搬送速度を所定以上に保つことが望まれる。現像剤の搬送速度が遅いと、補給された現像剤が現像スリーブ70まで到達する時間が遅くなる。すると、現像スリーブ70に汲み上げられる現像剤のトナー濃度が低下してしまい、画像濃度が徐々に薄くなってしまう。このため、搬送スクリュ64、65による現像剤の搬送速度を所定以上確保し、補給された現像剤を速やかに現像スリーブ70に到達させることが望まれる。このように、補給直後の現像剤を搬送する第2搬送スクリュ65においては、現像剤の撹拌性の確保と搬送性の確保とを両立させることが望まれる。
Next, the transportability of the developer will be described. In order to supply the developing
特に、画像形成可能領域中にトナー像を形成する割合である画像比率が高い、例えばベタ画像と呼ばれる画像比率100%となる画像を連続して出力する場合は、作像枚数当たりの消費トナー量が多い状況が続くことになる。従って、消費したトナー量に応じた補給トナーを現像容器60へ供給する補給動作が必要となる。こういった比較的短期間にトナーの消費と補給が連続する状況では現像容器60内のトナー濃度が不安定になりやすく、撹拌性と搬送性とが両立していないと濃度ムラが発生し易くなってしまう。
In particular, when continuously outputting an image having a high image ratio, which is a ratio of forming a toner image in an image-forming region, for example, a solid image having an image ratio of 100%, the amount of toner consumed per number of images to be imaged. The situation will continue. Therefore, it is necessary to perform a replenishment operation of supplying replenishment toner to the developing
さらに、現像装置6を小型化して、現像容器60内に収容する現像剤の量を少なくした場合、現像剤の搬送性の確保と撹拌性の確保とを両立させることは困難となる。例えば、現像装置6を小型化した場合、搬送スクリュ64、65の径を小さくすることが考えられるが、この場合、搬送スクリュ64、65の羽根部により現像剤を押す面積が小さくなるため、搬送スクリュ64、65の搬送性が低下し易い。
Further, when the developing
一方で、現像剤の搬送性を高めるために、搬送スクリュ64、65の羽根部を多条化する構成が考えられる。しかしながら、搬送スクリュ64、65による搬送効率を高めると、羽根部と羽根部の間の現像剤は大部分が良好に撹拌されないまま搬送されてしまう。更に、この現象は、現像容器60内の現像剤量が減少したときにより顕著となり、撹拌性が低下して現像容器60内でトナーの帯電量にムラが生じてしまう。
On the other hand, in order to improve the transportability of the developer, it is conceivable that the blades of the transport screws 64 and 65 are multi-rowed. However, if the transport efficiency of the transport screws 64 and 65 is increased, most of the developer between the blades is transported without being well agitated. Further, this phenomenon becomes more remarkable when the amount of the developer in the developing
これに対し、各搬送スクリュの羽根部を多条化すると共に、第2搬送スクリュ165については、複数の条数の羽根部のうちの少なくとも1条の羽根部193に、羽根部193が不連続となる空隙部194を形成することが考えられる。以下、第2搬送スクリュ165と空隙部194について、図11乃至図13を用いて詳しく説明する。図11は、第2搬送スクリュ165を水平方向から視た図、図12及び図13は、撹拌室63内における鉛直方向の断面図である。
On the other hand, the blades of each transport screw are multi-rowed, and for the
[比較例の第2搬送スクリュ]
図11に示すように、比較例としての第2搬送スクリュ165は、回転軸190と、回転軸190の周囲に螺旋状に形成された複数の条数の羽根部191、192、193とを備える。ここでは、第2搬送スクリュ165は、3条の羽根部191、192、193を有する3条スクリュとしている。複数の条数の羽根部191、192、193のうちの2条の羽根部191、192は、回転軸190の長手方向Xに亘って連続した形状である。
[Second transport screw of comparative example]
As shown in FIG. 11, the
一方、2条の羽根部191、192とは異なる1条の羽根部193は、回転軸190の長手方向Xの少なくとも一部に羽根部193が不連続となる空隙部194を有する形状である。即ち、羽根部193の一部を欠損させて、この部分を空隙部194としている。3条の羽根部191、192、193は、第2搬送スクリュ165の第2方向D2の上流からそれぞれ、羽根部191、羽根部192、羽根部193の順番で、同じ外径及び同じピッチで形成されている。
On the other hand, the one
ここで、羽根部192によって搬送される現像剤292と、羽根部193によって搬送される現像剤293とに注目して、現像剤の挙動について説明する。まず、羽根部192及び羽根部193のそれぞれ連続的に螺旋状に形成された部分により、現像剤292及び現像剤293は搬送方向D3へと順次搬送される。現像剤293が空隙部194に達すると、空隙部194があることで現像剤293の流れは搬送方向D3と、搬送方向D3と交差する撹拌方向D4とに分流する。
Here, the behavior of the developer will be described by paying attention to the
即ち、図12(a)に示すように、羽根部193により搬送されていた現像剤293(図11参照)が空隙部194に差し掛かかると、現像剤293aと現像剤293bとに分けられる。現像剤293aは、自重によって落下して羽根部192に移る。現像剤293bは、搬送方向D3への慣性で空隙部194を超えて羽根部193に留まる。羽根部192へ移った現像剤293aは、羽根部192によって搬送されてきた現像剤292の一部と混合される。
That is, as shown in FIG. 12A, when the developer 293 (see FIG. 11) conveyed by the
次いで、図12(b)に示すように、第2搬送スクリュ165が続けて回転する。混合された現像剤292と現像剤293aは、第2搬送スクリュ165の回転に伴い、空隙部194に続く羽根部193によって搬送される現像剤292b及び現像剤293bと、羽根部192に留まる現像剤292a及び現像剤293aとに分けられる。その結果、3条の羽根部191、192、193それぞれによって独立して搬送されていた現像剤が、スクリュ羽根を超えて撹拌されることになる。尚、図12(a)及び図12(b)では、各羽根部191、192、193によって搬送されるそれぞれの現像剤の動きを明確にするために現像剤292と現像剤293を分離して図示しているが、これは実際の混合状態を示すものではない。
Then, as shown in FIG. 12B, the
ここで、撹拌性が最も効率よくなるのは、現像剤292と現像剤293とが均等に混合される場合となる。即ち、現像剤292aと現像剤293aとの現像剤重量が等しい時である。現像剤292に対する現像剤292aの現像剤重量比をWa、現像剤293に対する現像剤293bの現像剤重量比をWbとする。このとき、Wa(1−Wa)/Wb(1−Wb)=1となり、0.7<Wa(1−Wa)/Wb(1−Wb)<1.3であることが望ましい。
Here, the stirring property is most efficient when the
また、3条の羽根部191、192、193のうち、羽根部193によって現像剤の流れを分流させるため、現像剤の搬送速度は局所的に低下する。しかし、残りの2条の羽根部191、192によって、現像剤の搬送力を確保できる。このため、第2搬送スクリュ165全体としての搬送速度は、空隙部194がない同じ条数のスクリュと比べて殆ど低下しない。
Further, among the three
ところで、現像容器60内の現像剤面は、画像形成装置1内で作像動作を繰り返す過程で変動する。これは、現像剤が帯びている帯電量の変化による嵩密度の変化や、現像容器60外への飛散や、現像剤の補給による入れ換えに伴った現像剤の排出過多及び排出過少などによって、現像剤量そのものが変動することに起因する。尚、本比較例及び本実施形態では、現像剤量が120gから200gまで変動することを前提に設計されている。このとき、図13に示すように、特に現像剤量が減少して現像剤面が低下した場合、空隙部194の効果である搬送方向D3と撹拌方向D4への分流が十分に行われない虞がある。即ち、現像剤面が低下した場合は、現像剤293(図11参照)が慣性によって空隙部194を超えることにより現像剤293bとして羽根部193に留まる量が減少する。
By the way, the surface of the developer in the developing
更に、混合された現像剤292と現像剤293aとが、空隙部194に続く羽根部193によって分流され難くなる。これにより、搬送方向D3への分流が行われずに、現像剤293bが減少し、撹拌方向D4へ向かう現像剤が多くなる偏りが生じる。従って、空隙部194を通過した後の撹拌室63内の現像剤の剤分布として、現像剤292が現像剤293と比べて相対的に増加してしまう。
Further, the
その結果、羽根部191と羽根部193との間での現像剤の入れ換わりが起きずにスクリュ羽根を超えた撹拌ができなくなり、第2搬送スクリュ165による撹拌性が低下してしまう。更に、羽根部191によって搬送される現像剤が羽根部192及び羽根部193よりも相対的に多くなり、撹拌室63全体での現像剤のバランスが崩れてしまう。即ち、現像剤量が減少したときには、現像剤292と現像剤293との現像剤量比(現像剤293の量/現像剤292の量)が小さくなってしまう(図9の比較例参照)。
As a result, the developer cannot be exchanged between the
この現像剤バランスの不安定性は、上述したように出力画像の濃度ムラを引き起こす可能性がある。これに対し、空隙部194を小さくして羽根部193から撹拌方向D4へ移動する現像剤293aを減らすことも考えられるが、これでは現像剤面が十分にあるときの羽根部193に留まる現像剤も増加し、羽根部192に移る現像剤293aが減少してしまう。このため、空隙部194を小さくする構成では、羽根部192と羽根部193との間の現像剤の混合割合が減少してしまい、撹拌性が低下してしまう。このように、現像剤量が変動しても、現像剤の搬送性と撹拌性とを両立させることが望まれている。
This instability of the developer balance may cause uneven density of the output image as described above. On the other hand, it is conceivable to reduce the
[本実施形態の第2搬送スクリュ]
そこで、本実施形態では、現像剤量の変動に対応するために、空隙部94の回転方向R1の上流側に対向する羽根部93の端部に、リブ95を備えるようにしている。以下、リブ95を備えた第2搬送スクリュ65について、図4乃至図8を用いて詳細に説明する。
[Second transport screw of the present embodiment]
Therefore, in the present embodiment, the
図4に示すように、第2搬送スクリュ65は、回転軸90と、回転軸90の周囲に螺旋状に形成された複数の条数の羽根部91、92、93とを備える。本実施形態では、第2搬送スクリュ65は、3条の羽根部91、92、93を有する3条スクリュとしている。複数の条数の羽根部91、92、93のうちの2条の羽根部91、92は、回転軸90の長手方向Xに亘って連続した形状であり、空隙部を有さない。
As shown in FIG. 4, the
一方、2条の羽根部91、92とは異なる第1羽根部としての1条の羽根部93は、回転軸90の長手方向Xの少なくとも一部に羽根部93が不連続となる空隙部94を有する形状である。即ち、羽根部93の一部を欠損させて、この部分を空隙部94としている。3条の羽根部91、92、93は、第2搬送スクリュ65の第2方向D2の上流からそれぞれ、羽根部91、羽根部92、羽根部93の順番で、同じ外径及び同じピッチで形成されている。
On the other hand, the one
ここで、図5に示すように、例えば、羽根部93の外径を直径とする円の外周の長さ(スクリュ外周長)を縦軸にとり、羽根部93の1ピッチを横軸にとった場合の、対角線と横軸がなす角度を羽根部93の角度θとする。尚、羽根部93の外径とは、第2搬送スクリュ65の外径であり、回転軸90に直交する断面において回転軸90の中心から羽根部93の外周までの距離を半径とする円の外径に相当する。この場合に、羽根部93の角度θは、56.5°以下とする。特に、羽根部93の角度θは、39°以上56.5°以下とすることが好ましく、50°以上56.5°以下とすることがより好ましい。
Here, as shown in FIG. 5, for example, the length of the outer circumference of a circle having the outer diameter of the
また、第2搬送スクリュ65の外径は、12mm以上20mm以下とすることが好ましく、より好ましくは14mm以上17mm以下とする。例えば、第2搬送スクリュ65の羽根部93の外径を14mmとし、ピッチは30mmとする。本実施形態では、これによって、羽根部93の角度θを、55.7°としている。尚、他の羽根部91、92も同様である。
The outer diameter of the
本発明者の検討によれば、多条スクリュにおいて、上述の羽根部の角度θを56.5°以下とすることで、現像剤の搬送性の確保と撹拌性の確保との両立に寄与することが判明した。即ち、羽根部の角度θが大き過ぎると、スクリュ外周長に対してスクリュピッチが小さいことになるため、現像剤の搬送量が低下してしまう。また、羽根部の角度θが大き過ぎてスクリュピッチが小さいと、羽根部の搬送面のリード角α(図4参照)も大きくなり、羽根部による現像剤の撹拌性が低下してしまう。このため、本実施形態では、羽根部の角度θを56.5°以下としている。 According to the study of the present inventor, in the multi-thread screw, by setting the angle θ of the blade portion to 56.5 ° or less, it contributes to both ensuring the transportability of the developer and ensuring the stirring property. It has been found. That is, if the angle θ of the blade portion is too large, the screw pitch is small with respect to the outer peripheral length of the screw, so that the amount of the developer conveyed is reduced. Further, if the angle θ of the blade portion is too large and the screw pitch is small, the lead angle α (see FIG. 4) of the transport surface of the blade portion also becomes large, and the stirring property of the developer by the blade portion deteriorates. Therefore, in the present embodiment, the angle θ of the blade portion is set to 56.5 ° or less.
一方、羽根部の角度θが小さ過ぎると、スクリュ外周長に対してスクリュピッチが大きいことになるため、現像剤の搬送量が低下してしまう。このため、羽根部の角度θは、39°以上とすることが好ましく、より好ましくは、50°以上とする。 On the other hand, if the angle θ of the blade portion is too small, the screw pitch becomes large with respect to the outer peripheral length of the screw, so that the amount of the developer conveyed is reduced. Therefore, the angle θ of the blade portion is preferably 39 ° or more, more preferably 50 ° or more.
尚、第1搬送スクリュ64及び第2搬送スクリュ65は、例えば、ピッチが30mm、スクリュ外径が14mm、回転軸の直径が6mmとする。但し、第1搬送スクリュ64の回転軸の直径は、第2搬送スクリュ65の回転軸よりも若干大きく(例えば8mm)しても良い。
The
また、図6は、第2搬送スクリュ65のうち羽根部93のみに着目して模式化して図示したものである。外枠の四角形は位相を表している。太い実線は羽根部93の部分を示し、太い点線は空隙部94を示している。同図に示すように、羽根部93は、90°おきに、羽根部93のある部分と空隙部94が現れるように形成されている。従って、本実施形態では、例えば、1ピッチの間に空隙部94を2個有する。また、羽根部93の部分を1周分、回転軸線方向から視た場合に、羽根部93と空隙部94とが交互に同じ位相分存在し、軸方向にオーバーラップしている。更に、羽根部93の部分を1周分、軸方向に投影した羽根部93と空隙部94の面積の比が1:1となる。尚、本実施形態では、90°おきに羽根部93のある部分と空隙部94が現れるように形成されている場合について説明したが、これには限られず、例えば60°おきや45°おきとしてもよい。いずれの場合も、羽根部93の部分を1周分、回転軸線方向から視た場合に、羽根部93と空隙部94とがオーバーラップしている。羽根部93は、1ピッチの間に空隙部94を複数有する領域が、設置領域Ar2において少なくとも1箇所に存在するように形成される。
Further, FIG. 6 is a schematic representation of the
更に、本実施形態では、第2搬送スクリュ65は、第2搬送スクリュ65の長手方向Xにおける羽根部93の1条の体積が、第2搬送スクリュ65の長手方向Xにおける羽根部91(又は羽根部92)の1条の体積の75%以下となるように構成されている。言い換えれば、羽根部93が仮に回転軸線方向に亘って連続した形状であった場合に、この形状の羽根部の体積に対して、羽根部93の体積を75%以下としている。更に言えば、空隙部94の体積を、羽根部93が連続した形状と仮定し、空隙部94に形成される仮想の羽根部の部分の体積とした場合、空隙部94の体積が、空隙部94と羽根部93の合計の体積の25%以上となる。即ち、第2搬送スクリュ65の長手方向Xの全域に占める空隙部94の体積を、同じく軸線方向の全域に占める羽根部93及び空隙部94の体積で割った体積比が25%以上となるようにしている。尚、ここで言う羽根部93や空隙部94の体積とは、第2搬送スクリュ65の長手方向Xの全体における体積である。従って、第2搬送スクリュ65の羽根部の体積には、第2搬送スクリュ65の下流側に設けられた返しスクリュの羽根部や、第2搬送スクリュ65の上流側に設けられ、補給された現像剤を撹拌室63内に搬送するスクリュの羽根部の体積を含まない。
Further, in the present embodiment, in the
また、第2搬送スクリュ65の羽根部93における空隙部94やリブ95の数は、設計条件に応じて適宜設定することができる。また、全ての空隙部94にリブ95が形成されていることには限られず、リブ95が形成された空隙部94は少なくとも1つあればよく、また、リブ95の形成されていない空隙部94があってもよい。
Further, the number of
[リブ]
次に、第2搬送スクリュ65に設けられたリブ95について、図4及び図7(a)、(b)を用いて詳細に説明する。図4は、第2搬送スクリュ65を水平方向から視た図、図7(a)は、第2搬送スクリュ65をリブ95の外周面から視た図、図7(b)は第2搬送スクリュ65を図7(a)のV方向から視た図である。
[rib]
Next, the
図4に示すように、リブ95は、空隙部94から回転方向R1の上流側かつ第2方向D2の下流側に対向する羽根部93の回転方向R1の下流側端部93aから、第2方向D2の上流側に向けて連続して設けられている。即ち、リブ95は、回転方向R1の下流側の端部が空隙部94に対向する羽根部93の下流側端部93aから第2方向D2の上流側に連続して設けられている。リブ95は羽根部93の空隙部94前端上流部に接続し、かつ、現像剤搬送方向の後方部であり第2搬送スクリュ65の軸方向へと延びる方向に配置されている。リブ95は、第2方向D2に関して上流側に隣り合って位置する第2羽根部としての羽根部92との間に間隙96を有して設けられている。
As shown in FIG. 4, the
リブ95は、平板形状で、第2搬送スクリュ65の回転軸90を中心として外径方向に放射状に延びた形状である。尚、空隙部94及びリブ95は、第2方向D2に関して現像剤補給口66の下流端からインダクタンスセンサ68の上流端までの間の設置領域Ar2(図3参照)の少なくとも一部に設けられている。これは、現像容器60に補給された補給現像剤が現像容器60内に収容されている現像剤と十分に撹拌されずにインダクタンスセンサ68の検知領域に達すると、トナー濃度を誤検知してしまう可能性があるためである。即ち、現像剤内に補給トナーが局在することで現像容器60内の現像剤が本来のトナー濃度よりもトナー過多であると検出してしまう虞がある。その場合、現像剤のトナー濃度制御の精度低下を引き起こして出力画像の濃度変動を拡大させてしまうので、本実施形態のように空隙部94及びリブ95を設置領域Ar2に設置することで、出力画像の濃度変動の拡大を未然に抑制するようにしている。
The
次に、図7(a)を用いて、リブ95の設置角度について説明する。リブ95の設置角度は、第2搬送スクリュ65の回転軸90と平行の角度から、羽根部93のリード角αまでの任意の角度とし、第2搬送スクリュ65の回転軸90と平行であることが望ましい。即ち、羽根部93の下流側端部93aから回転軸線Cに沿った第1仮想線VL1を設定する。また、羽根部93の下流側端部93aから空隙部94に向けた第2仮想線VL2を設定する。この場合、第2仮想線VL2は、第1仮想線VL1に対して羽根部93のピッチ角αを規定する。そして、リブ95は、第1仮想線VL1から第2仮想線VL2までの範囲内に設けられるようにする。本実施形態では、リブ95は、第2搬送スクリュ65の回転軸90と平行の角度、即ち第1仮想線VL1上に設けられている。これにより、現像剤の撹拌性と搬送性とをバランスよく両立することができる。
Next, the installation angle of the
尚、本実施形態では、リブ95は、第1仮想線VL1上に設けられている場合について説明したが、これには限られない。上述したように、リブ95は、第1仮想線VL1から第2仮想線VL2までの範囲内に設けられていればよく、寸法や回転速度など、他の条件に合わせて適宜設定することができる。また、本実施形態では、羽根部93の下流側端部93aは下流側の先端を意味しているが、これには限られず、先端よりも少しだけ回転方向上流側にずれた位置であってもよい。
In the present embodiment, the case where the
本実施形態では、各羽根部91、92、93のピッチは30mmである。このため、リブ95の軸方向の長さL1(図7(b)参照)は、5mmとしている。また、各羽根部91、92、93の外径は14mmである。このため、リブ95の法線方向の長さは、スクリュ軸中心から14mmとしている。尚、本実施形態では、羽根部93は、他の羽根部91、92と同一の30mmピッチとした場合について説明したが、これには限られない。例えば、羽根部93は、羽根部92と羽根部91に挟まれる領域内であれば、羽根部91、92と異なるピッチであっても良い。
In the present embodiment, the pitch of each
また、図7(b)に示すように、図7(a)のV方向(周方向)から、第2搬送スクリュ65のリブ95と羽根部93と接続されている点を通る面を視る。このとき、リブ95が形成する第1面積Sa1と、空隙部94を備える羽根部93と羽根部92間の断面からリブ95の第1面積Sa1を除いた第2面積Sa2との比Sa1:Sa2は1:0.7から1:1.3であることが好ましい。この比は、特にSa1:Sa2が1:1となることが望ましく、本実施形態では1:1にしている。即ち、図7(b)に示すように、リブ95及び間隙96の配置位置においてリブ95及び間隙96を図7(a)のV方向(周方向)から視たときに、リブ95の面積を第1面積Sa1とし、間隙96の面積を第2面積Sa2とする。第2面積Sa2は、リブ95及び羽根部92の長手方向Xの間隔L2と、回転軸90からの羽根部92の高さHとに基づいて算出する。この場合に、リブ95は、第2面積Sa2が第1面積Sa1に対して0.7〜1.3倍の面積であるように設けられている。本実施形態では、リブ95は、第2面積Sa2が第1面積Sa1と同じであるように設けられている。これは、羽根部92と羽根部93間で混合される現像剤292と現像剤293aが均等に羽根部92と羽根部93によって搬送されることが、最も搬送効率が良くなるためである。
Further, as shown in FIG. 7B, from the V direction (circumferential direction) of FIG. 7A, the surface passing through the point where the
また、第1面積Sa1と第2面積Sa2とが同じであり、かつ、高さHは一定であることから、間隙96の長手方向Xの長さL2は、リブ95の長手方向Xの長さL1に対して0.7〜1.3倍であるように設けられている。本実施形態では、長さL2は長さL1と同じであるように設けられている。
Further, since the first area Sa1 and the second area Sa2 are the same and the height H is constant, the length L2 of the
本実施形態では、リブ95は、羽根部93の外径と同じ外径を有するように設けられている。但し、リブ95は、羽根部93の外径と同じ外径を有することには限られず、羽根部93の外径以下の外径を有するように設けられていればよい。例えば、リブ95が羽根部93の外径未満の外径を有する場合でも、第2面積Sa2が第1面積Sa1に対して0.7〜1.3倍の面積であるように設けることが望ましい。但し、この場合、第1面積Sa1と第2面積Sa2との高さが異なるので、間隙96の長手方向Xの長さL2はリブ95の長手方向Xの長さL1に対して0.7〜1.3倍であるとは限られない。また、リブ95が羽根部93の外径より低いと、一部の現像剤がリブ95の外周側を乗り越えてしまう可能性があるため、リブ95の長手方向Xの長さを長くすることが好ましい。
In the present embodiment, the
[第2搬送スクリュの動作]
次に、第2搬送スクリュ65を回転させてトナーを第2方向D2に搬送する場合の動作について、図8(a)、(b)を用いて詳細に説明する。ここでは、現像剤量が減少して現像剤面が低下した場合について説明する。図8(a)に示すように、羽根部93によって搬送されている現像剤293は空隙部94に差し掛かると自重で落下する。このときに、羽根部92に向けて撹拌方向D4に移動する現像剤293aと、羽根部93に向けて搬送方向D3に移動する現像剤293bとに分流される。現像剤293bは、落下して羽根部92に向かっていた現像剤293の一部がリブ95によって堰き止められ、羽根部92ではなく羽根部93に向かって分流される。
[Operation of the second transport screw]
Next, the operation when the
現像剤面が低い場合、スクリュピッチ間に搬送される現像剤が羽根部92の壁面近傍に局在していたとしても、リブ95によって撹拌方向D4へ搬送される現像剤量が規制され、所定の量を超えた現像剤は強制的に羽根部93へと送られる。そのため、空隙部94を超えた後に羽根部93に搬送される現像剤293bが極端に減少することはない。リブ95により規制されずに羽根部92へと落下した現像剤293aは、羽根部92によって搬送されてきた現像剤292と混合される。
When the developer surface is low, even if the developer conveyed between the screw pitches is localized near the wall surface of the
続いて、図8(b)に示すように、現像剤292と現像剤293aの混合剤の一部は、リブ95がすくい上げることによって分流され、羽根部93へと送り込まれる。以上のようにして、現像剤量にかかわらず羽根部92と羽根部93間で現像剤の入れ換わりが起きることで、効率よく現像剤を撹拌することが可能となる。即ち、現像剤の撹拌性と搬送性とを両立させ、特に現像剤量が変動しても安定した撹拌性を得ることが可能となる。
Subsequently, as shown in FIG. 8B, a part of the mixture of the
尚、第1搬送スクリュ64は、第2搬送スクリュ65と同様の多条スクリュとしているが、いずれの羽根部にも空隙部を設けていない。また、第1搬送スクリュ64は、第2搬送スクリュ65と同じ3条の羽根部を有するスクリュとすることが好ましい。即ち、第1搬送スクリュ64は、第2搬送スクリュ65と同様の外径及びピッチを有する同じ条数のスクリュとすることが好ましく、この場合に、第2搬送スクリュ65と同様に空隙部を設けても良いし、空隙部を設けなくても良い。
The
上述したように、本実施形態の現像装置6では、空隙部94の回転方向R1の上流側に対向する羽根部93の下流側端部93aに、リブ95を備えている。このため、現像剤が少ない場合でも空隙部94を抜けて戻ろうとする現像剤の一部を搬送方向D3に搬送することができるので、現像剤量にかかわらず羽根部92と羽根部93間で現像剤の入れ換わりを促進することができる。これにより、現像剤の撹拌性と搬送性とを両立させ、特に現像剤量が変動しても安定した撹拌性を得ることが可能となる。
As described above, in the developing
また、本実施形態の画像形成装置1によれば、リブ95を第2搬送スクリュ65の回転軸90と平行に設けているので、現像剤の撹拌性と搬送性とをバランスよく両立させることができる。
Further, according to the
尚、上述した本実施形態の画像形成装置1では、第2搬送スクリュ65は、2条の羽根部91、92は、回転軸90の長手方向Xに亘って連続した形状であり、空隙部を有さないようにした場合について説明したが、これには限られない。例えば、3条の羽根部91、92、93のうちの1条のみ空隙部を有さないようにして、2条の羽根部には空隙部を有するようにしたり、あるいは、3条の羽根部91、92、93の全てに空隙部を有するようにしてもよい。
In the
また、本実施形態の画像形成装置1では、第1搬送スクリュ64は、第2搬送スクリュ65と同様の3条スクリュを有し、いずれの羽根にも空隙部を有さない場合について説明したが、これには限られない。例えば、第1搬送スクリュ64も、第2搬送スクリュ65と同様に少なくとも1条の羽根に空隙部を有する形状としても良い。
Further, in the
次に、上述した実施形態に係る現像装置6の第2搬送スクリュ65について、図11乃至図13の比較例に係る第2搬送スクリュ165と効果を比較検証した。
Next, the effects of the
まず、現像容器60内の現像剤量ごとの現像剤292と現像剤293の重量比を、実施例と比較例とで比較した。各重量比の測定は現像剤を十分循環させ、現像剤分布が定常状態となった時点であり、第1搬送スクリュ64及び第2搬送スクリュ65、165を610rpmで10秒間駆動させた後に測定した。その結果を図9に示す。
First, the weight ratios of the
図9に示すように、比較例では現像剤量が減少するにつれて現像剤量比が小さくなるのに対し、実施例では現像剤量比の縮小を抑えることができた。特に、本実施例では、上述した実施形態の現像剤の使用範囲である120g以上であれば、現像剤量比gが0.8以上となることが確認できた。 As shown in FIG. 9, in the comparative example, the developer amount ratio decreased as the developer amount decreased, whereas in the example, the reduction in the developer amount ratio could be suppressed. In particular, in this example, it was confirmed that the developer amount ratio g was 0.8 or more when the developer was used in the above-described embodiment of 120 g or more.
次に、撹拌性と搬送性が低下すると、現像剤中のトナーの帯電不良によって全面ベタ画像に濃度ムラが発生しやすくなるので、それを検証した。ここでは、実施例の第2搬送スクリュ65と比較例の第2搬送スクリュ165とをそれぞれ用いて、実際に画像を出力し、濃度ムラの発生強度を検証した。全面ベタ画像を10枚出力した際の面内最大濃度差を、現像容器60内の各現像剤量について測定した。画像濃度としては、分光濃度計(X−Rite社製)で測定した反射濃度を用いた。その結果を図10に示す。
Next, when the stirring property and the transportability were lowered, density unevenness was likely to occur in the solid image on the entire surface due to poor charging of the toner in the developing agent, which was verified. Here, using the
図10に示すように、実施例及び比較例共に現像容器60内の現像剤が減少するにしたがって画像面内最大濃度差が広げる傾向がみられた。しかし、本実施例の構成では、現像剤量が変動しても比較例より濃度差が生じ難かった。従って、本実施例によれば、撹拌性と搬送性を両立させ、画像ムラが発生を抑制することを確認できた。
As shown in FIG. 10, in both Examples and Comparative Examples, the maximum density difference in the image plane tended to increase as the amount of the developer in the developing
6…現像装置、9…収容容器(補給手段)、60…現像容器、62…現像室(第1室)、63…撹拌室(第2室)、64…第1搬送スクリュ(第1搬送部材)、65…第2搬送スクリュ(第2搬送部材)、66…現像剤補給口(補給口)、68…インダクタンスセンサ(検知手段)、70…現像スリーブ(現像剤担持体)、90…回転軸、91…羽根部、92…羽根部(第2羽根部)、93…羽根部(第1羽根部)、93a…下流側端部、94…空隙部、95…リブ、292,293…現像剤、Ar2…設置領域、D1…第1方向、D2…第2方向、R1…回転方向、Sa1…第1面積、Sa2…第2面積、VL1…第1仮想線、VL2…第2仮想線、X…長手方向(回転軸線方向)。 6 ... developing device, 9 ... accommodating container (replenishment means), 60 ... developing container, 62 ... developing room (first room), 63 ... stirring room (second room), 64 ... first transport screw (first transport member) ), 65 ... 2nd transport screw (second transport member), 66 ... developer replenishment port (replenishment port), 68 ... inductance sensor (detection means), 70 ... developing sleeve (developer carrier), 90 ... rotating shaft , 91 ... blade part, 92 ... blade part (second blade part), 93 ... blade part (first blade part), 93a ... downstream end part, 94 ... gap part, 95 ... rib, 292,293 ... developer , Ar2 ... installation area, D1 ... first direction, D2 ... second direction, R1 ... rotation direction, Sa1 ... first area, Sa2 ... second area, VL1 ... first virtual line, VL2 ... second virtual line, X … Longitudinal direction (rotation axis direction).
Claims (12)
前記現像剤担持体に現像剤を供給する第1室と、前記第1室と現像剤の循環経路を形成する第2室と、を有する現像容器と、
前記第1室に配設され、回転により現像剤を第1方向に搬送する第1搬送部材と、
前記第2室に配設され、前記現像容器に対して回転可能に設けられた回転軸と、前記回転軸の周囲に螺旋状に形成され、回転方向への回転により現像剤を回転軸線方向で前記第1方向と反対の第2方向に搬送する複数の条数の羽根部と、を有する第2搬送部材と、
前記現像容器に現像剤を補給可能な補給手段から現像剤が補給される補給口と、
前記第2室に設けられ、前記第2室内の現像剤のトナー濃度に関する情報を検知する検知手段と、を備える現像装置であって、
前記複数の条数の羽根部のうち、少なくとも1条の第1羽根部が、前記第2方向に関して前記補給口の下流端から前記検知手段の上流端までの間の設置領域の少なくとも一部において、前記第1羽根部が不連続となる空隙部と、前記回転方向の下流側端部が前記空隙部に対向する前記第1羽根部の前記下流側端部から前記第2方向の上流側に連続すると共に、前記第2方向に関して上流側に隣り合って位置する前記第1羽根部とは異なる第2羽根部との間に間隙を有して設けられるリブと、を有する形状である、
ことを特徴とする現像装置。 A developer carrier that carries and transports the developer, and
A developing container having a first chamber for supplying the developer to the developer carrier and a second chamber for forming the first chamber and a circulation path for the developer.
A first transport member arranged in the first chamber and transporting the developer in the first direction by rotation, and a first transport member.
A rotation shaft arranged in the second chamber and rotatably provided with respect to the development container, and a spirally formed around the rotation shaft, the developer is rotated in the rotation direction in the direction of the rotation axis. A second transport member having a plurality of blades for transporting in a second direction opposite to the first direction, and a second transport member having a plurality of blades.
A replenishment port for replenishing the developing agent from a replenishing means capable of replenishing the developing container,
A developing apparatus provided in the second chamber and provided with a detecting means for detecting information on the toner concentration of the developing agent in the second chamber.
Of the plurality of blades, at least one first blade is in at least a part of the installation area between the downstream end of the supply port and the upstream end of the detection means in the second direction. From the gap portion where the first blade portion is discontinuous and the downstream end portion in the rotation direction facing the gap portion to the upstream side in the second direction. The shape is continuous and has ribs provided with a gap between the first blade portion and the second blade portion which are located adjacent to each other on the upstream side in the second direction.
A developing device characterized by this.
ことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。 The rib sets a first virtual line along the rotation axis of the second transport member from the downstream end of the first blade, and from the downstream end of the first blade to the gap. When the second virtual line is set, it is provided within the range from the first virtual line to the second virtual line.
The developing apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2に記載の現像装置。 The rib is provided on the first virtual line.
The developing apparatus according to claim 2.
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の現像装置。 The rib is provided so that the length of the gap in the rotation axis direction is 0.7 to 1.3 times the length of the rib in the rotation axis direction.
The developing apparatus according to any one of claims 1 to 3.
ことを特徴とする請求項4に記載の現像装置。 The ribs are provided so that the length of the gap in the direction of the rotation axis is the same as the length of the rib in the direction of the rotation axis.
The developing apparatus according to claim 4.
前記リブは、前記第2面積が前記第1面積に対して0.7〜1.3倍の面積であるように設けられている、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の現像装置。 When the rib and the gap are viewed from the circumferential direction at the arrangement position of the rib and the gap, the area of the rib is set as the first area, and the area of the gap is defined as the rotation of the rib and the second blade portion. When the second area is based on the distance in the axial direction and the height of the second blade portion from the rotation axis,
The ribs are provided so that the second area is 0.7 to 1.3 times the area of the first area.
The developing apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the developing apparatus is characterized by this.
ことを特徴とする請求項6に記載の現像装置。 The rib is provided so that the second area is the same as the first area.
The developing apparatus according to claim 6.
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の現像装置。 The rib is provided so as to have an outer diameter equal to or smaller than the outer diameter of the first blade portion.
The developing apparatus according to any one of claims 1 to 7.
ことを特徴とする請求項8に記載の現像装置。 The rib is provided so as to have the same outer diameter as the outer diameter of the first blade portion.
The developing apparatus according to claim 8.
ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の現像装置。 The first blade portion is formed so that the volume of one row of the first blade portion is 75% or less of the volume of one row of the other blade portion having no gap portion.
The developing apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the developing apparatus is characterized by this.
ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の現像装置。 The first blade portion is formed so that a region having a plurality of the gap portions in one pitch exists at at least one location in the installation region.
The developing apparatus according to any one of claims 1 to 10.
前記3条の羽根部のうちの1条が前記第1羽根部であり、
前記3条の羽根部のうちの残りの2条が前記空隙部を有さない前記第2羽根部と他の羽根部である、
ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の現像装置。
The plurality of articles is 3 articles,
One of the three blades is the first blade.
The remaining two of the three blades are the second blade and the other blades having no gap.
The developing apparatus according to any one of claims 1 to 11.
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