JP4222539B2

JP4222539B2 - Developing device and image forming apparatus

Info

Publication number: JP4222539B2
Application number: JP2001188980A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　　修
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-06-22
Filing date: 2001-06-22
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2021-06-22
Also published as: JP2003005519A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機やプリンタやファクシミリ、またはそれらの複合機などの画像形成装置に関する。そのうち特に、帯電・書込み・現像・転写・クリーニング等を繰り返して像担持体上に逐次トナー画像を形成し、それを順次転写して、シート・中間転写体等の転写材に記録を行う電子写真式の画像形成装置に適用し得る。および、そのような画像形成装置において、トナーを付着して像担持体上の静電潜像を可視像化する現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像形成装置の中には、トナーとキャリアとよりなる二成分現像剤を使用する乾式の現像装置を用いるものがある。この種の現像装置の中には、第１の現像剤攪拌搬送手段と第２の現像剤攪拌搬送手段とを備え、それらの現像剤攪拌搬送手段で現像剤を攪拌搬送しつつ循環しながら、第１の現像剤攪拌搬送手段でそれと平行に設ける現像剤担持体に現像剤を供給するものがある。
【０００３】
例えば図１２に示すように、現像ケース１内に第１スクリュ２（第１の現像剤攪拌搬送手段）と第２スクリュ３（第２の現像剤攪拌搬送手段）とを備え、それらのスクリュ２・３で現像剤を攪拌しつつ循環しながら、第１スクリュ２でそれと平行に設ける不図示の現像スリーブ（現像剤担持体）に現像剤を供給するものがある。
【０００４】
ところが、このような二成分現像剤を使用するダブルスクリュ構成では、トナーを現像剤中に均一に分散するとともに、キャリアとの摩擦帯電によってトナーに電荷を付与しなければならない。
【０００５】
ここで、トナーは、比重が約１．２で、平均粒径が５〜１０μｍ程度であるに対し、キャリアは、比重が約５．０で、平均粒径が３５〜１００μｍ程度であり、トナーはキャリアに比しかなり軽い。そこで、現像剤（キャリア）上にトナーを補給したとき、分散を行うためには、何らかの機械的作用を加え、トナーとキャリアの上下位置を入れ替えるべく縦攪拌を行う必要がある。
【０００６】
しかし、両スクリュ２・３による攪拌は、搬送方向への横攪拌が主である。このようなスクリュ２・３で縦攪拌を行うためには、現像剤量をある程度少なくして搬送路中の現像剤高さｔが高くならないようにする必要がある。この結果、スクリュ２・３は、図示するように、上側半分程度が現像剤に埋まらず露出状態となって、現像装置の大きさに比べて現像剤容量が小さくなり、また必要とする現像剤容量に対して現像装置が大型化する問題があった。
【０００７】
このような問題を解決すべく、従来の現像装置の中には、スクリュの羽根部間に突起を設けて縦攪拌を行うようにしたものもある。しかし、スクリュ本来の特徴である高速搬送性能を低下させてしまう問題がある。
【０００８】
補給されたトナーを現像剤中に均一分散するには、ある程度の距離を必要とする。また、少なくとも現像スリーブ上に搬送された段階では、トナーの均一分散と摩擦帯電を完了している必要がある。よって、スクリュを高速で駆動することは、大切なことである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、スクリュを高速で駆動することは、現像剤に大きな機械的ストレスを与えることを意味し、現像剤の劣化を招いて、かぶり、トナー飛散、温度上昇などの不具合を発生する問題があった。
【００１０】
そこで、この発明の第１の目的は、画像形成装置の現像装置において、そのような問題を解消し、さほど大型化することなく、大きな機械的ストレスを与えずに、現像剤を高速で移動可能とすることにある。
【００１１】
この発明の第２の目的は、部品点数を増やすことなく、そのような目的を達成することにある。
【００１２】
この発明の第３の目的は、磁力の変化を利用して、第１の現像剤攪拌搬送手段から第２の現像剤攪拌搬送手段への現像剤の受け渡しをスムーズに行い得るようにすることにある。
【００１３】
この発明の第４の目的は、磁界を移動して、第１の現像剤攪拌搬送手段から第２の現像剤攪拌搬送手段への現像剤の受け渡しをスムーズに行い得るようにすることにある。
【００１４】
この発明の第５の目的は、第１の現像剤攪拌搬送手段から第２の現像剤攪拌搬送手段への現像剤受け渡し部分のスペースを小さくして現像装置の小型化を図ることにある。
【００１５】
この発明の第６の目的は、搬送する現像剤の偏りを利用して現像剤の受け渡しをより速やかに行うことにある。
【００１６】
この発明の第７の目的は、第１の現像剤攪拌搬送手段および第２の現像剤攪拌搬送手段による攪拌搬送前に、補給トナーを現像剤中に均一に予備分散することにある。
【００１７】
この発明の第８の目的は、上記目的を達成した現像装置を備える画像形成装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、
トナーとキャリアの二成分から成る現像剤を保持し、回転することによりドクターブレードで薄層化して後、トナーを像担持体に付着させる現像剤担持体と、
該現像剤担持体と平行に設けられ、現像剤を攪拌搬送する第１の現像剤攪拌搬送手段と、
該第１の現像剤攪拌手段とそれぞれの両端部を除いて仕切り壁で仕切られて配置されている第２の現像剤攪拌搬送手段とを備え、
前記第１の現像剤搬送手段と前記第２の現像剤搬送手段とは前記仕切り壁が無いそれぞれの両端部で連通することで現像剤の循環搬送経路が形成されており、
前記第１の現像剤攪拌搬送手段は、前記現像剤担持体に現像剤を供給し、かつ前記像担持体にトナーを付着させた現像剤を一方向に攪拌搬送して前記両端部の一方の端部の連通部分を介して前記第２の現像剤攪拌手段に渡し、
前記第２の現像剤攪拌搬送手段は、前記第１の現像剤攪拌搬送手段とは反対の方向に受け渡された現像剤を攪拌搬送する、
画像形成装置の現像装置において、
画像形成装置内では、前記第２の現像剤攪拌搬送手段の現像剤搬送方向下流側端部を前記第１の現像剤攪拌搬送手段の現像剤搬送方向上流側端部とほぼ同一高さ位置で並べる一方、前記第２の現像剤攪拌搬送手段の同方向上流側端部を前記第１の現像剤攪拌搬送手段の同方向下流側端部の下方位置に設けるように配置され、
第１の現像剤攪拌搬送手段の現像剤搬送方向下流側端部と第２の現像剤攪拌搬送手段の現像剤搬送方向上流側端部との間の連通部分に、
第１の現像剤攪拌搬送手段により搬送されてきた現像剤を第２の現像剤攪拌搬送手段へと落下する現像剤落下空間と、
該現像剤落下空間を通して第１の現像剤撹拌搬送手段から落下してきた現像剤を受けて現像剤を第２の現像剤攪拌搬送手段の現像剤搬送方向上流側端部へと案内する傾斜面と、
傾斜面の上方に配置されたトナー補給口とを有する、
ことを特徴とする。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、上述した第３の目的を達成すべく、請求項１に記載の現像装置において、傾斜面上の現像剤を保持したりその保持を解除したりする磁界発生手段を設けてなる、ことを特徴とする。
【００２５】
請求項３に記載の発明は、上述した第８の目的を達成すべく、画像形成装置において、請求項１または２に記載の現像装置を備えてなる、ことを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態につき説明する。
図１には、この発明による現像装置を備える電子写真式画像形成装置におけるその要部の概略構成を示す。
【００２７】
図中符号１０は、図中時計まわりに回転するドラム状の像担持体である。像担持体１０のまわりには、像担持体１０上の帯電装置１１から回転方向に、現像装置１２、転写装置１３、クリーニング装置１４などを配置する。帯電装置１１の上には、書込み装置１５を備える。
【００２８】
像担持体１０の下には、転写装置１３との間の転写位置ａを通過して、図中右から左へと、転写材であるシートを搬送するシート搬送路１６を設ける。
【００２９】
シート搬送路１６のはじめには、例えば画像形成装置本体に外付けして供給カセット１７を取り付ける。供給カセット１７には、用紙・ＯＨＰフィルム等のシートを積載して収納する。そして、その繰り出し位置には、供給ローラ１８を設ける。シート搬送路１６に沿って、供給ローラ１８の下流位置であって、転写装置ａの上流位置には、一対のレジストローラ１９を備える。
【００３０】
また、シート搬送路１６に沿って、転写装置ａの下流位置には、加熱ローラ２０と加圧ローラ２１とを備える定着装置２２を設ける。その下流位置には、一対の排出ローラ２３を備える。排出ローラ２３の下流には、画像形成装置本体に外付けして排出トレイ２４を取り付ける。
【００３１】
そして、像担持体１０の回転とともに、まずその表面を、帯電装置１１で電圧を印加して一様に帯電し、次いで書込み装置１５で露光して書込みを行うことにより像担持体１０上に静電潜像を形成する。続いて、現像装置１２内に備える現像スリーブ２５でトナーを付着し、その静電潜像を可視像化して該像担持体１０上に画像を形成する。
【００３２】
一方、像担持体１０の回転とともに、供給ローラ１８を回転して供給カセット１７内からシートを繰り出し、シート搬送路１６に入れてレジストローラ１９に突き当てて止める。そして、像担持体１０上の画像にタイミングを合わせてそのレジストローラ１９を回転し、シート搬送路１６を通して搬送し、転写位置ａに向けて該シートを送り込む。
【００３３】
転写位置ａでは、転写装置１３により、像担持体１０上に形成した上述の画像を該シートに転写する。
【００３４】
画像転写後のシートは、記録媒体搬送路１６を通して定着装置２２に入れ、加熱ローラ２０と加圧ローラ２１とで熱と圧力とを加えて転写画像を定着する。定着後のシートは、排出ローラ２３で画像形成装置本体外に排出して排出トレイ２４上にスタックする。
【００３５】
画像転写後の像担持体１０は、回転とともに、表面上の転写残トナーをクリーニング装置１４で除去して後、表面を不図示の除電装置で除電し、帯電からはじまる再度の画像形成に備える。
【００３６】
図２には、現像装置１２の平面概略構成を示す。
この図２から判るとおり、現像装置１２には、像担持体１０と平行に、現像剤担持体である上述の現像スリーブ２５を設け、その現像スリーブ２５と平行に第１スクリュ（第１の現像剤攪拌搬送手段）２６と第２スクリュ２７（第２の現像剤攪拌搬送手段）を備える。それらのスクリュ２６・２７間には、両端部を除いて仕切り壁２８を設ける。
【００３７】
そして、それらのスクリュ２６・２７の回転により現像剤を攪拌搬送しつつ、図中矢示方向に循環しながら、第１のスクリュ２６で現像スリーブ２５に、トナーとキャリアとよりなる二成分現像剤を順次供給する。現像スリーブ２５は、供給された現像剤を表面に保持し、その保持した現像剤を、回転することによりドクタブレード２９（図３参照）で薄層化して後、トナーを像担持体１０に付着する。
【００３８】
図３には、図２のＡ−Ａ線に沿う縦断面を示す。
図示するとおり、現像スリーブ２５、第１のスクリュ２６、第２のスクリュ２７、ドクタブレード２９などは現像ケース３０内に収納する。現像ケース３０は、本体ケース３１と下ケース３２で構成する。上述した仕切り壁２８は、その本体ケース３１で一体に形成する。
【００３９】
そして、そのような現像ケース３０内において、第１のスクリュ２６は、現像スリーブ２５とほぼ同一高さで水平に設ける。これに対し、第２スクリュ２７は、その現像剤搬送方向下流側端部を、同様に第１スクリュ２６の現像剤搬送方向上流側端部とほぼ同一高さ位置で並べて設けるが、その現像剤搬送方向上流側端部は、第１スクリュ２６の現像剤搬送方向下流側端部の下方位置に設ける。
【００４０】
図４には、図２のＡ−Ａ線付近における両スクリュ２６・２７の位置関係を示す。
【００４１】
この図４からも判るとおり、第２スクリュ２７は、第１スクリュ２６に対して傾斜して設ける。そして、第１スクリュ２６の現像剤搬送方向下流側端部と第２スクリュ２７の現像剤搬送方向上流側端部との間に、第１スクリュ２６により搬送されてきた現像剤を第２スクリュ２７へと落下する現像剤落下空間３４を形成する。
【００４２】
また、その現像剤落下空間３４の下方には、下ケース３２で、現像剤を第２スクリュ２７へと案内する傾斜面３５を設ける。一方、現像剤落下空間３４の上方には、本体ケース３１で、トナー補給口３６を形成する。そして、そのトナー補給口３６に、図３に示すとおりトナーホッパ３７の吐出口３８を接続する。
【００４３】
トナーホッパ３７は、ホッパケース３９内にトナーＴを収納してなり、トナー補給信号に基づき補給ローラ４０を回転して所定量のトナーＴを吐出口３８からトナー補給口３６を通して現像剤落下空間３４に落下する。
【００４４】
なお、図４に示すように、第１スクリュ２６の、現像剤落下空間３４内に位置する部分には、羽根部４１を設けず、軸４２のみとし、羽根部４１がトナーホッパ３７から補給したトナーＴの落下を妨げ、トナーＴがその現像剤落下空間３４位置に滞留しないようにする。
【００４５】
これにより、第１スクリュ２６により搬送されてきた現像剤は、現像剤落下空間３４を通して傾斜面３５上に落下する。また、トナーホッパ３７から補給されたトナーＴも、現像剤落下空間３４を通して傾斜面３５上に落下する。そこで、傾斜面３５上で現像剤と補給トナーＴとが重ね合わされて攪拌され、傾斜面３５を滑って第２スクリュ２７の現像剤搬送方向上流側端部に搬送される。
【００４６】
図５には、現像剤の受け渡しに磁界発生手段を用いた、変形例である現像装置の縦断面を示す。
【００４７】
図５に示す現像装置１２では、傾斜面３５の直下に電磁石４４を配置する。そして、トナー補給信号に合わせて駆動回路４５によりその電磁石４４に通電し、磁界を発生して現像剤の穂立ちを行わせ、予備分散を行う。磁界は移動しないで、より多くの現像剤を穂立ち状態で保持し、予備分散を進行する。
【００４８】
トナー補給動作後に電磁石４４への通電を停止して消磁すると、現像剤は、補給トナーＴを含んだまま傾斜面３５を滑り落ちて第２スクリュ２７に達する。トナー補給中に磁力を変化させたりＯＮ／ＯＦＦを繰り返すようにすると、穂立ちの状態が変化するので、補給トナーの分散を促進することができる。
【００４９】
このように、傾斜面３５上の現像剤を保持したりその保持を解除したりする磁界発生手段として例えば電磁石４４を設けると、磁力の変化を利用して、第１スクリュ２６から第２スクリュ２７への現像剤の受け渡しをスムーズに行うことができる。
【００５０】
図６には、現像剤の受け渡しに磁界発生手段を用いた、別の変形例である現像装置の縦断面を示す。
【００５１】
図６に示す現像装置１２では、傾斜面３５の直下に、極数の異なる一対の磁石４６・４７を各々回転自在に設ける。一方の磁石４６は２極、他方の磁石４７は４極とする。そして、両磁石４６・４７を同じ回転速度で回転し、異なった磁界を順次発生させて同極の際には現像剤の運動量を大きくする。これにより、予備分散を進め、同時に現像剤搬送を行うようにすることができる。なお、極数の異なる一対の磁石４６・４７を同じ回転速度で回転したが、同じ極数の一対の磁石を、異なる回転速度で回転するようにしてもよい。
【００５２】
図７には、さらに別の変形例である現像装置の縦断面を示す。
図７に示す現像装置１２では、下ケース３２の傾斜面３５を捻れた面で形成する。傾斜面３５は、低摩擦面とし、第２スクリュ２７による現像剤搬送方向に向かう捻れた面とする。これにより、傾斜面３５を滑り落ちた現像剤が、手前側に傾斜している第２スクリュ２７の端部に寄って滞留したり該第２スクリュ２７の軸受部に進入したりすることを防ぐことができる。
【００５３】
これとは別に、第２スクリュ２７の先端部に同極の磁石を配置して、発生する反発磁界によって軸受部に現像剤が進入することを防止するという方法もある。この場合は、常に磁界が発生しているために、待機時などの現像剤搬送が無いときでも、重力によって現像剤が進入することを防止するので信頼性を向上することができる。
【００５４】
図８には、磁界発生手段を用いた、他例である現像装置の縦断面を示す。
図８に示す現像装置１２では、下ケース３２で、現像剤落下空間３４の下方に現像剤を第２スクリュ２７へと案内する案内面５０を形成するとともに、その案内面５０の下に収納空間５１を形成する。そして、その収納空間５１内に、案内面５０上の現像剤を第２スクリュ２７へと移動する磁界発生手段として現像剤搬送用磁石５２を設ける。現像剤搬送用磁石５２は、スクリュ２６・２７などからの駆動力を伝達して比較的低速で回転する。
【００５５】
そして、第１スクリュ２６により搬送されてきた現像剤が現像剤落下空間３４を通して案内面５０上に落下すると、磁石５２により生じる磁界の作用によって図９に示すように磁力線に沿って穂立ちして、露出する現像剤の表面積を大きくする。この状態でトナーＴを補給すると、トナーＴの落下方向と穂立ちの方向がほぼ一致するので、トナーＴがキャリアに接触する確率を高くし、より進んだ予備攪拌状態とすることができる。その後、現像剤は、現像剤搬送用磁石５２の回転にともなって移動し、第２スクリュ２７へと受け渡す。
【００５６】
なお、この場合、現像剤を移動する案内面５０は、現像スリーブ２５とは対照的に滑らかである方がよく、例えば、グラファイト製のシート材などが非磁性かつ低摩擦係数なので表面材料として適当である。
【００５７】
図１０には、さらに他例である現像装置の縦断面を示す。
この図１０に示す現像装置１２では、第２のスクリュ２７の現像剤搬送方向下流側端部を第１スクリュ２６の現像剤搬送方向上流側端部とほぼ同一高さで並べて設ける一方、第２のスクリュ２７の同方向上流側端部を第１スクリュ２６の同方向下流側端部のほぼ真下位置に設ける。
【００５８】
このようにすると、現像剤の落下のみによって速やかに現像剤の受け渡しを行ない、移流速度の減速要因を少なくして現像剤の移流速度を大きくし、より高速の画像形成を可能とすることができる。
【００５９】
ところで、この図示例では、両スクリュ２６・２７は、互いに逆まわりに回転する。よって、同図で、両スクリュ２６・２７により搬送される現像剤には偏りを生じ、両スクリュ２６・２７は、現像剤高さ下降側と現像剤高さ上昇側とが反対になる。
【００６０】
そこで、第２のスクリュ２７の現像剤搬送方向上流側端部を第１スクリュ２６の現像剤搬送方向下流側端部の完全な真下位置に設けなくても、例えば第１スクリュ２６の現像剤高さ上昇側のほぼ真下に、第２スクリュ２７の現像剤高さ下降側を設けるようにする。すると、循環する現像剤の偏りを利用して、落下する現像剤の多くを第２スクリュ２７の現像剤高さ下降側にそのまま投入し、第１スクリュ２６から第２スクリュ２７への現像剤の受け渡しをより速やかに行うことができる。
【００６１】
図１１には、またさらに他例である現像装置の縦断面を示す。
この図１１に示す現像装置１２では、第２スクリュ２７の現像剤搬送方向上流側端部を第１スクリュ２６の現像剤搬送方向下流側端部より若干高くし、下ケース３２で、それらの間に案内面５４を形成するとともに、その案内面５４の下に収納空間５５を設けてそこに現像剤搬送用磁石５６を収納する。
【００６２】
このようにすると、第１スクリュ２６で保持する現像剤量を多くして、現像スリーブ２５上に現れるトナー濃度の変動を小さくし、画像の安定性が増すことができる。この例では、図８に示す例と同様に、トナーホッパ５７から案内面５４上にトナー補給する。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したとおり、請求項１に係る発明によれば、画像形成装置の現像装置において、第１の現像剤攪拌搬送手段の現像剤搬送方向下流側端部と第２の現像剤攪拌搬送手段の現像剤搬送方向上流側端部との間に現像剤落下空間を形成し、第１の現像剤攪拌搬送手段により搬送されてきた現像剤を第２の現像剤攪拌搬送手段へと落下するから、さほど大型化することなく、大きな機械的ストレスを与えずに、現像剤を速やかに移動することができる。
【００６４】
請求項１に係る発明によれば、また、現像剤落下空間の下方に現像剤を第２の現像剤攪拌搬送手段へと案内する傾斜面を形成するから、部品点数を増やすことなく、その効果を達成することができる。
【００６５】
請求項２に係る発明によれば、傾斜面上の現像剤を保持したりその保持を解除したりする磁界発生手段を設けるから、磁力の変化を利用して、第１の現像剤攪拌搬送手段から第２の現像剤攪拌搬送手段への現像剤の受け渡しをスムーズに行うことができる。
【００６９】
請求項１に係る発明によれば、さらに、現像剤落下空間に補給トナーを落下するから、第１の現像剤攪拌搬送手段および第２の現像剤攪拌搬送手段による攪拌搬送前に、補給トナーを現像剤中に均一に予備分散することができる。
【００７０】
請求項３に係る発明によれば、画像形成装置において、請求項１または２に記載の現像装置を備えるから、上述した効果を有する現像装置を備える画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による現像装置を備える電子写真式画像形成装置におけるその要部の概略構成図である。
【図２】その現像装置の平面概略構成図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う縦断面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線付近における第１スクリュと第２スクリュの位置関係図である。
【図５】現像剤の受け渡しに磁界発生手段を用いた、変形例である現像装置の縦断面図である。
【図６】現像剤の受け渡しに磁界発生手段を用いた、別の変形例である現像装置の縦断面図である。
【図７】さらに別の変形例である現像装置の縦断面図である。
【図８】磁界発生手段を用いた、他例である現像装置の縦断面図である。
【図９】図８に示す例で、案内面上で現像剤が穂立ちしている状態を示す説明図である。
【図１０】さらに他例である現像装置の縦断面図である。
【図１１】またさらに他例である現像装置の縦断面図である。
【図１２】従来の現像装置の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１０像担持体
１２現像装置
２５現像スリーブ（現像剤担持体）
２６第１スクリュ（第１の現像剤攪拌搬送手段）
２７第２スクリュ（第２の現像剤攪拌搬送手段）
３０現像ケース
３１本体ケース
３２下ケース
３４現像剤落下空間
３５傾斜面
３６トナー補給口
３７トナーホッパ
３８吐出口
３９ホッパケース
４０補給ローラ
４４電磁石（磁界発生手段）
４６磁石（磁界発生手段）
４７磁石（磁界発生手段）
５０案内面
５２現像剤搬送用磁石（磁界発生手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a complex machine thereof. Among them, in particular, electrophotography in which charging, writing, development, transfer, cleaning, etc. are repeated to form a toner image on an image carrier, and then sequentially transferred to record on a transfer material such as a sheet or an intermediate transfer member. It can be applied to an image forming apparatus of the type. The present invention also relates to a developing device that attaches toner and visualizes an electrostatic latent image on an image carrier in such an image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, some image forming apparatuses use a dry developing device that uses a two-component developer composed of toner and a carrier. In this type of developing device, a first developer agitating and conveying means and a second developer agitating and conveying means are provided, and the developer agitating and conveying means is circulated while agitating and conveying the developer. There is a first developer agitating / conveying means for supplying a developer to a developer carrier provided in parallel therewith.
[0003]
For example, as shown in FIG. 12, the developing case 1 includes a first screw 2 (first developer agitating / conveying means) and a second screw 3 (second developer agitating / conveying means). There are some which supply the developer to a developing sleeve (developer carrier) (not shown) provided in parallel with the first screw 2 while circulating the developer at 3 while stirring.
[0004]
However, in the double screw configuration using such a two-component developer, it is necessary to uniformly disperse the toner in the developer and to apply a charge to the toner by frictional charging with the carrier.
[0005]
Here, the toner has a specific gravity of about 1.2 and an average particle diameter of about 5 to 10 μm, whereas the carrier has a specific gravity of about 5.0 and an average particle diameter of about 35 to 100 μm. Is considerably lighter than the carrier. Therefore, in order to perform dispersion when the toner is supplied onto the developer (carrier), it is necessary to apply some mechanical action and perform vertical agitation so as to change the vertical position of the toner and the carrier.
[0006]
However, the stirring by both screws 2 and 3 is mainly horizontal stirring in the conveying direction. In order to perform vertical stirring with such screws 2 and 3, it is necessary to reduce the developer amount to some extent so that the developer height t in the transport path does not increase. As a result, as shown in the drawing, the upper half of the screws 2 and 3 are exposed without being embedded in the developer, the developer capacity becomes smaller than the size of the developing device, and the required developer There has been a problem that the developing device becomes larger with respect to the capacity.
[0007]
In order to solve such a problem, some conventional developing devices are provided with protrusions between the blade portions of the screw to perform vertical stirring. However, there is a problem that the high-speed conveyance performance, which is the original characteristic of the screw, is lowered.
[0008]
A certain distance is required to uniformly disperse the replenished toner in the developer. Further, at least at the stage where the toner is conveyed onto the developing sleeve, it is necessary to complete the uniform dispersion of toner and triboelectric charging. Therefore, it is important to drive the screw at high speed.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, driving the screw at a high speed means that the mechanical stress is applied to the developer, which causes deterioration of the developer and causes problems such as fogging, toner scattering, and temperature rise. .
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, a first object of the present invention is to solve such a problem in a developing device of an image forming apparatus, and to move the developer at a high speed without giving a large mechanical stress without increasing its size. It is to do.
[0011]
A second object of the present invention is to achieve such an object without increasing the number of parts.
[0012]
A third object of the present invention is to enable smooth delivery of developer from the first developer stirring and conveying means to the second developer stirring and conveying means by utilizing the change in magnetic force. is there.
[0013]
A fourth object of the present invention is to enable smooth transfer of the developer from the first developer stirring and conveying means to the second developer stirring and conveying means by moving the magnetic field.
[0014]
A fifth object of the present invention is to reduce the size of the developing device by reducing the space of the developer delivery portion from the first developer agitating / conveying means to the second developer agitating / conveying means.
[0015]
A sixth object of the present invention is to more quickly deliver the developer by utilizing the bias of the developer to be conveyed.
[0016]
A seventh object of the present invention is to uniformly preliminarily replenish the replenishment toner in the developer before the agitating and conveying by the first developer agitating and conveying means and the second developer agitating and conveying means.
[0017]
An eighth object of the present invention is to provide an image forming apparatus provided with a developing device that achieves the above object.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the invention described in claim 1 is to achieve the first object described above.
A developer carrier that holds a developer composed of two components of a toner and a carrier, and that is thinned with a doctor blade by rotating and then adheres the toner to the image carrier;
A first developer agitating and conveying means provided in parallel with the developer carrying member for agitating and conveying the developer;
The first developer agitating means and a second developer agitating and conveying means arranged to be partitioned by a partition wall except for the respective ends.
The first developer conveying means and the second developer conveying means communicate with each other at both ends without the partition wall, thereby forming a developer circulation conveying path,
The first developer agitating / conveying means supplies the developer to the developer carrying member and agitates and conveys the developer having the toner attached to the image carrying member in one direction. Passing to the second developer agitating means through the communicating portion of the end,
The second developer agitating and conveying means agitates and conveys the developer delivered in the direction opposite to the first developer agitating and conveying means,
In the developing device of the image forming apparatus,
In the image forming apparatus, the downstream end of the second developer agitating / conveying means on the downstream side in the developer conveying direction is at substantially the same height as the upstream end of the first developer agitating / conveying means in the developer conveying direction. While arranging the second developer agitating and conveying means in the same direction upstream end to the lower position of the first developer agitating and conveying means in the same direction downstream end,
In the communication portion between the downstream end portion in the developer transport direction of the first developer agitating and conveying means and the upstream end portion in the developer transport direction of the second developer agitating and conveying means,
A developer dropping space in which the developer conveyed by the first developer agitating and conveying means falls to the second developer agitating and conveying means ;
An inclined surface that receives the developer dropped from the first developer agitating and conveying means through the developer dropping space and guides the developer to the upstream end in the developer conveying direction of the second developer agitating and conveying means; ,
A toner replenishing port disposed above the inclined surface;
It is characterized by that.
[0020]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a magnetic field generating means for holding or releasing the developer on the inclined surface in the developing device according to the first aspect , in order to achieve the third object. It is characterized by providing.
[0025]
According to a third aspect of the present invention, in order to achieve the eighth object, the image forming apparatus includes the developing device according to the first or second aspect.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of an essential part of an electrophotographic image forming apparatus provided with a developing device according to the present invention.
[0027]
Reference numeral 10 in the figure denotes a drum-shaped image carrier that rotates clockwise in the figure. Around the image carrier 10, a developing device 12, a transfer device 13, a cleaning device 14, and the like are arranged in a rotational direction from the charging device 11 on the image carrier 10. A writing device 15 is provided on the charging device 11.
[0028]
Under the image carrier 10, there is provided a sheet conveyance path 16 that passes through a transfer position a between the transfer device 13 and conveys a sheet as a transfer material from right to left in the drawing.
[0029]
At the beginning of the sheet conveyance path 16, for example, a supply cassette 17 is attached outside the image forming apparatus main body. In the supply cassette 17, sheets such as paper and OHP film are stacked and stored. A supply roller 18 is provided at the feeding position. A pair of registration rollers 19 is provided along the sheet conveyance path 16 at a position downstream of the supply roller 18 and upstream of the transfer device a.
[0030]
A fixing device 22 including a heating roller 20 and a pressure roller 21 is provided along the sheet conveyance path 16 at a downstream position of the transfer device a. A pair of discharge rollers 23 is provided at the downstream position. A discharge tray 24 is attached downstream of the discharge roller 23 to the image forming apparatus main body.
[0031]
Then, along with the rotation of the image carrier 10, the surface thereof is first charged uniformly by applying a voltage with the charging device 11, and then exposed by the writing device 15 to perform writing so that the surface of the image carrier 10 is statically exposed. An electrostatic latent image is formed. Subsequently, toner is attached by a developing sleeve 25 provided in the developing device 12, and the electrostatic latent image is visualized to form an image on the image carrier 10.
[0032]
On the other hand, with the rotation of the image carrier 10, the supply roller 18 is rotated to feed out the sheet from the supply cassette 17, put into the sheet conveyance path 16, and abut against the registration roller 19 to stop. Then, the registration roller 19 is rotated in synchronization with the image on the image carrier 10, conveyed through the sheet conveyance path 16, and fed to the transfer position a.
[0033]
At the transfer position a, the above-mentioned image formed on the image carrier 10 is transferred to the sheet by the transfer device 13.
[0034]
The image-transferred sheet is put into the fixing device 22 through the recording medium conveyance path 16, and heat and pressure are applied by the heating roller 20 and the pressure roller 21 to fix the transferred image. The sheet after fixing is discharged out of the image forming apparatus main body by the discharge roller 23 and stacked on the discharge tray 24.
[0035]
After the image transfer, the image carrier 10 is rotated, and after the transfer residual toner on the surface is removed by the cleaning device 14, the surface is neutralized by a neutralizing device (not shown) to prepare for re-image formation starting from charging.
[0036]
FIG. 2 shows a schematic plan configuration of the developing device 12.
As can be seen from FIG. 2, the developing device 12 is provided with the above-described developing sleeve 25 that is a developer carrier in parallel with the image carrier 10, and a first screw (first development) in parallel with the developing sleeve 25. Agent stirring and conveying means) 26 and a second screw 27 (second developer stirring and conveying means). A partition wall 28 is provided between the screws 26 and 27 except for both ends.
[0037]
Then, while the developer is agitated and conveyed by the rotation of the screws 26 and 27 and is circulated in the direction indicated by the arrow in the figure, the two-component developer composed of the toner and the carrier is applied to the developing sleeve 25 by the first screw 26. Supply sequentially. The developing sleeve 25 holds the supplied developer on the surface, and rotates the held developer to make it thin with a doctor blade 29 (see FIG. 3), and then attaches the toner to the image carrier 10. To do.
[0038]
FIG. 3 shows a longitudinal section along the line AA in FIG.
As illustrated, the developing sleeve 25, the first screw 26, the second screw 27, the doctor blade 29, and the like are accommodated in the developing case 30. The developing case 30 includes a main body case 31 and a lower case 32. The partition wall 28 described above is formed integrally with the main body case 31.
[0039]
In such a developing case 30, the first screw 26 is provided horizontally at substantially the same height as the developing sleeve 25. On the other hand, the second screw 27 is provided with its downstream end portion in the developer transport direction arranged at substantially the same height as the upstream end portion of the first screw 26 in the developer transport direction. The upstream end in the transport direction is provided at a position below the downstream end of the first screw 26 in the developer transport direction.
[0040]
FIG. 4 shows the positional relationship between the screws 26 and 27 in the vicinity of the line AA in FIG.
[0041]
As can be seen from FIG. 4, the second screw 27 is provided to be inclined with respect to the first screw 26. Then, the developer transported by the first screw 26 between the downstream end portion of the first screw 26 in the developer transport direction and the upstream end portion of the second screw 27 in the developer transport direction is transferred to the second screw 27. A developer dropping space 34 is formed to fall into the developer.
[0042]
Further, an inclined surface 35 for guiding the developer to the second screw 27 in the lower case 32 is provided below the developer dropping space 34. On the other hand, a toner supply port 36 is formed in the main body case 31 above the developer dropping space 34. Then, the discharge port 38 of the toner hopper 37 is connected to the toner supply port 36 as shown in FIG.
[0043]
The toner hopper 37 contains toner T in a hopper case 39, and rotates a replenishing roller 40 based on a toner replenishing signal to feed a predetermined amount of toner T from the discharge port 38 to the developer drop space 34 through the toner replenishing port 36. Fall.
[0044]
As shown in FIG. 4, the portion of the first screw 26 located in the developer drop space 34 is not provided with the blade portion 41, and only the shaft 42 is used, and the blade portion 41 replenishes the toner supplied from the toner hopper 37. T is prevented from dropping, and the toner T is prevented from staying in the developer dropping space 34 position.
[0045]
As a result, the developer conveyed by the first screw 26 falls on the inclined surface 35 through the developer dropping space 34. Further, the toner T replenished from the toner hopper 37 also falls on the inclined surface 35 through the developer dropping space 34. Therefore, the developer and the replenishment toner T are superposed on the inclined surface 35 and agitated, and are slid along the inclined surface 35 and conveyed to the upstream end of the second screw 27 in the developer conveying direction.
[0046]
FIG. 5 shows a longitudinal section of a modified developing apparatus using a magnetic field generating means for delivering the developer.
[0047]
In the developing device 12 shown in FIG. 5, an electromagnet 44 is disposed immediately below the inclined surface 35. Then, the electromagnet 44 is energized by the drive circuit 45 in accordance with the toner replenishment signal, and a magnetic field is generated to cause the developer to stand up and perform preliminary dispersion. The magnetic field does not move, and more developer is held in a spiked state, and preliminary dispersion proceeds.
[0048]
When the energization of the electromagnet 44 is stopped and the demagnetization is performed after the toner supply operation, the developer slides down the inclined surface 35 while containing the supply toner T and reaches the second screw 27. If the magnetic force is changed or ON / OFF is repeated during the toner replenishment, the state of the spikes changes, so that the dispersion of the replenished toner can be promoted.
[0049]
As described above, when, for example, the electromagnet 44 is provided as a magnetic field generating means for holding the developer on the inclined surface 35 or releasing the holding, the first screw 26 to the second screw 27 are utilized by utilizing a change in magnetic force. The developer can be smoothly transferred to the printer.
[0050]
FIG. 6 shows a longitudinal section of a developing device which is another modified example using magnetic field generating means for delivering the developer.
[0051]
In the developing device 12 shown in FIG. 6, a pair of magnets 46 and 47 having different numbers of poles are rotatably provided immediately below the inclined surface 35. One magnet 46 has two poles and the other magnet 47 has four poles. Then, both magnets 46 and 47 are rotated at the same rotational speed, and different magnetic fields are sequentially generated to increase the momentum of the developer at the same polarity. Thereby, it is possible to advance the preliminary dispersion and simultaneously carry the developer. Although the pair of magnets 46 and 47 having different numbers of poles are rotated at the same rotational speed, the pair of magnets having the same number of poles may be rotated at different rotational speeds.
[0052]
FIG. 7 shows a longitudinal section of a developing device which is still another modified example.
In the developing device 12 shown in FIG. 7, the inclined surface 35 of the lower case 32 is formed by a twisted surface. The inclined surface 35 is a low friction surface, and is a twisted surface in the developer transport direction by the second screw 27. As a result, the developer sliding down the inclined surface 35 is prevented from staying near the end of the second screw 27 inclined toward the front side or entering the bearing portion of the second screw 27. be able to.
[0053]
Apart from this, there is also a method in which a magnet having the same polarity is arranged at the tip of the second screw 27 to prevent the developer from entering the bearing portion by the repulsive magnetic field generated. In this case, since the magnetic field is always generated, the developer can be prevented from entering by gravity even when the developer is not transported during standby or the like, so that the reliability can be improved.
[0054]
FIG. 8 shows a longitudinal section of another example of a developing device using magnetic field generating means.
In the developing device 12 shown in FIG. 8, the lower case 32 forms a guide surface 50 that guides the developer to the second screw 27 below the developer drop space 34, and a storage space below the guide surface 50. 51 is formed. In the storage space 51, a developer conveying magnet 52 is provided as a magnetic field generating means for moving the developer on the guide surface 50 to the second screw 27. The developer conveying magnet 52 transmits a driving force from the screws 26 and 27 and rotates at a relatively low speed.
[0055]
Then, when the developer conveyed by the first screw 26 falls on the guide surface 50 through the developer drop space 34, it rises along the lines of magnetic force as shown in FIG. 9 by the action of the magnetic field generated by the magnet 52. Increase the surface area of the exposed developer. If the toner T is replenished in this state, the falling direction of the toner T substantially coincides with the direction of the spike, so that the probability of the toner T coming into contact with the carrier can be increased and a more advanced preliminary stirring state can be achieved. Thereafter, the developer moves along with the rotation of the developer conveying magnet 52 and is transferred to the second screw 27.
[0056]
In this case, the guide surface 50 for moving the developer should be smooth as opposed to the developing sleeve 25. For example, a graphite sheet material is nonmagnetic and has a low friction coefficient, so that it is suitable as a surface material. It is.
[0057]
FIG. 10 shows a longitudinal section of a developing device which is still another example.
In the developing device 12 shown in FIG. 10, the downstream end of the second screw 27 in the developer conveying direction is provided side by side with the upstream end of the first screw 26 in the developer conveying direction. The upstream end of the first screw 26 in the same direction is provided almost directly below the downstream end of the first screw 26 in the same direction.
[0058]
In this way, the developer can be quickly delivered only by the developer dropping, the advancing speed of the developer can be increased by reducing the advancing speed decelerating factor, and higher speed image formation can be realized. .
[0059]
By the way, in this example of illustration, both the screws 26 and 27 rotate counterclockwise. Therefore, in the same figure, the developer conveyed by the screws 26 and 27 is biased, and the developer height lowering side and the developer height increasing side of the screws 26 and 27 are opposite to each other.
[0060]
Therefore, even if the upstream end of the second screw 27 in the developer transport direction is not provided at a position directly below the downstream end of the first screw 26 in the developer transport direction, for example, the developer height of the first screw 26 is increased. The developer height descending side of the second screw 27 is provided almost directly below the ascending side. Then, utilizing the bias of the circulating developer, most of the falling developer is directly put on the developer height lowering side of the second screw 27 and the developer from the first screw 26 to the second screw 27 is supplied. Delivery can be performed more quickly.
[0061]
FIG. 11 shows a longitudinal section of a developing device which is still another example.
In the developing device 12 shown in FIG. 11, the upstream end of the second screw 27 in the developer transport direction is slightly higher than the downstream end of the first screw 26 in the developer transport direction, and the lower case 32 The guide surface 54 is formed, and a storage space 55 is provided below the guide surface 54 to store the developer transport magnet 56 therein.
[0062]
In this way, the amount of developer held by the first screw 26 can be increased, the change in toner density appearing on the developing sleeve 25 can be reduced, and the stability of the image can be increased. In this example, toner is supplied from the toner hopper 57 onto the guide surface 54 as in the example shown in FIG.
[0063]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, in the developing device of the image forming apparatus, the downstream end of the first developer agitating and conveying means in the developer conveying direction and the second developer agitating and conveying means. A developer dropping space is formed between the upstream end of the developer conveying direction and the developer conveyed by the first developer agitating and conveying means falls to the second developer agitating and conveying means. The developer can be moved quickly without increasing the size and without applying a large mechanical stress.
[0064]
According to the invention of claim 1, also from forming an inclined surface for guiding the developer to the second developer stirring and conveying means below the developer falling space, without increasing the number of parts, the effect Can be achieved.
[0065]
According to the second aspect of the present invention, since the magnetic field generating means for holding the developer on the inclined surface and releasing the holding is provided, the first developer agitating and conveying means using the change in magnetic force. To the second developer stirring and conveying means can be smoothly transferred.
[0069]
According to the first aspect of the present invention, since the replenishment toner is further dropped into the developer dropping space, the replenishment toner is removed before the agitation conveyance by the first developer agitation conveyance means and the second developer agitation conveyance means. It can be predispersed uniformly in the developer.
[0070]
According to the third aspect of the present invention, since the image forming apparatus includes the developing device according to the first or second aspect , an image forming apparatus including the developing device having the above-described effect can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an essential part of an electrophotographic image forming apparatus including a developing device according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic plan view of the developing device.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view taken along the line AA in FIG.
4 is a positional relationship diagram between the first screw and the second screw in the vicinity of the line AA in FIG. 2; FIG.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a developing device which is a modified example in which a magnetic field generating means is used for delivery of the developer.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a developing device which is another modified example using magnetic field generating means for delivering the developer.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a developing device which is still another modified example.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of another example of a developing device using magnetic field generating means.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a state where the developer is spiked on the guide surface in the example shown in FIG. 8;
FIG. 10 is a longitudinal sectional view of a developing device as another example.
FIG. 11 is a longitudinal sectional view of a developing device which is still another example.
FIG. 12 is a partially enlarged cross-sectional view of a conventional developing device.
[Explanation of symbols]
10 image carrier 12 developing device 25 developing sleeve (developer carrier)
26 1st screw (first developer stirring and conveying means)
27 Second screw (second developer stirring and conveying means)
30 Developing case 31 Main body case 32 Lower case 34 Developer falling space 35 Inclined surface 36 Toner replenishing port 37 Toner hopper 38 Discharge port 39 hopper case 40 Replenishing roller 44 Electromagnet (magnetic field generating means)
46 Magnet (magnetic field generating means)
47 Magnet (magnetic field generating means)
50 Guide surface 52 Developer conveying magnet (magnetic field generating means)

Claims

A developer carrier that holds a developer composed of two components of a toner and a carrier, and that is thinned with a doctor blade by rotating and then adheres the toner to the image carrier;
A first developer agitating and conveying means provided in parallel with the developer carrying member for agitating and conveying the developer;
The first developer agitating means and a second developer agitating and conveying means arranged to be partitioned by a partition wall except for the respective ends.
The first developer conveying means and the second developer conveying means communicate with each other at both ends without the partition wall, thereby forming a developer circulation conveying path,
The first developer agitating / conveying means supplies the developer to the developer carrying member and agitates and conveys the developer having the toner attached to the image carrying member in one direction. Passing to the second developer agitating means through the communicating portion of the end,
The second developer agitating and conveying means agitates and conveys the developer delivered in the direction opposite to the first developer agitating and conveying means,
In the developing device of the image forming apparatus,
In the image forming apparatus, the downstream end of the second developer agitating / conveying means on the downstream side in the developer conveying direction is at substantially the same height as the upstream end of the first developer agitating / conveying means in the developer conveying direction. While arranging the second developer agitating and conveying means in the same direction upstream end to the lower position of the first developer agitating and conveying means in the same direction downstream end,
In a communicating portion between the downstream end portion in the developer transport direction of the first developer stirring and conveying means and the upstream end portion in the developer transport direction of the second developer stirring and conveying means,
A developer dropping space for dropping the developer conveyed by the first developer agitating and conveying means to the second developer agitating and conveying means ;
An inclination for receiving the developer dropped from the first developer agitating and conveying means through the developer dropping space and guiding the developer to the upstream end of the second developer agitating and conveying means in the developer conveying direction. Surface,
A toner supply port disposed above the inclined surface;
A developing device.

The developing device according to claim 1 , further comprising a magnetic field generating unit that holds the developer on the inclined surface and releases the holding.

Comprising a developing device according to claim 1 or 2, the image forming apparatus.