JP5543708B2 - Developing device, imaging unit, and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、現像装置、イメージングユニットおよび画像形成装置に関する。 The present invention relates to a developing device, an imaging unit, and an image forming apparatus.
電子写真方式を利用した画像形成装置は、一様に帯電した感光体ドラムの外周面に静電潜像を形成し、静電潜像をトナーによって可視化することにより画像を形成する装置であり、ディジタル方式のプリンタや複写機などに用いられている。画像形成装置では、例えば、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤が利用され、現像装置内に設けられた攪拌手段によって摩擦帯電されたトナーを感光体ドラムの外周面に形成された静電潜像に付着させることによりトナー像を形成する。 An image forming apparatus using an electrophotographic system is an apparatus that forms an electrostatic latent image on the outer peripheral surface of a uniformly charged photoreceptor drum, and forms the image by visualizing the electrostatic latent image with toner. Used in digital printers and copiers. In the image forming apparatus, for example, a two-component developer composed of toner and a carrier is used, and the electrostatic latent toner formed on the outer peripheral surface of the photosensitive drum is charged with frictionally charged toner by a stirring unit provided in the developing apparatus. A toner image is formed by adhering to the image.
このような画像形成装置の現像装置は、トナーが供給される現像容器内部において、トナーとキャリアからなる現像剤を攪拌しながら搬送させる複数の現像剤搬送部材が備えられていることが多い。この現像剤搬送部材は、回転軸に螺旋羽根形状部材などを備えることにより、現像剤を攪拌しながら搬送する。また、現像剤搬送部材の回転軸の両端部は通常、軸受部を介して回転可能に現像容器に支持されている。 The developing device of such an image forming apparatus is often provided with a plurality of developer conveying members that convey the developer composed of toner and carrier while stirring in a developing container to which toner is supplied. The developer transport member includes a spiral blade-shaped member on the rotation shaft, and transports the developer while stirring. Further, both end portions of the rotation shaft of the developer conveying member are normally supported by the developing container so as to be rotatable via a bearing portion.
ここで、現像容器内において現像剤搬送部材により現像剤を循環させる際に、現像剤が軸受部に侵入すると、軸受部のトルクが高くなって軸受部が過熱してしまうという問題が生じる。その結果、軸受部にトナーが融着したり、軸受部周辺でトナーの顆粒が生成されたりする。これにより、最終的に、軸受部がロックして画像形成できなくなったり、生成した顆粒が層規制部等に詰まって画像に縦スジが発生したり、画像に斑点状の欠陥が発生したりし、現像装置の信頼性/耐久性に欠けるという問題があった。このような問題を解消する技術として、例えば、特許文献1には、現像剤搬送部材の回転軸の端部に、現像剤を回転軸の中央部方向へ還流させるための還流手段を備えた現像装置が開示されている。 Here, when the developer is circulated by the developer conveying member in the developing container, if the developer enters the bearing portion, a problem arises that the torque of the bearing portion increases and the bearing portion is overheated. As a result, toner is fused to the bearing portion, or toner granules are generated around the bearing portion. As a result, the bearing part may eventually lock up and image formation will not be possible, or the generated granules may be clogged with the layer regulating part, causing vertical streaks in the image, or spotted defects in the image. There is a problem that the reliability / durability of the developing device is lacking. As a technique for solving such a problem, for example, Patent Document 1 discloses a development in which a reflux unit is provided at the end of the rotating shaft of the developer conveying member to return the developer toward the central portion of the rotating shaft. An apparatus is disclosed.
特許文献1に記載された現像装置は、現像剤の搬送方向が互いに異なる2つの現像剤搬送部材を備えている。また、当該現像装置は、現像剤を現像容器内で循環させるために、各現像剤搬送部材間に仕切板を備えている。また、現像剤搬送部材相互間で現像剤が循環されるように、仕切板には2つの連通部が形成されている。さらに、当該現像装置は、各現像剤搬送部材の現像剤の搬送方向下流側に、現像剤を搬送方向上流側に還流させるための螺旋羽根形状部材の還流手段を備えている。係る構成により、当該現像装置は、現像剤搬送部材の軸受部へ向かう現像剤を搬送方向上流側へ還流させることができる。このように、特許文献1に記載の現像装置は、還流手段を設けて軸受部への現像剤の侵入を防止することにより、上記問題点の解決を試みている。 The developing device described in Patent Document 1 includes two developer conveying members having different developer conveying directions. Further, the developing device includes a partition plate between the developer transport members in order to circulate the developer in the developer container. In addition, two communicating portions are formed in the partition plate so that the developer is circulated between the developer transport members. Further, the developing device includes a return unit of a spiral blade-shaped member for returning the developer to the upstream side in the transport direction on the downstream side of the developer transport direction of each developer transport member. With this configuration, the developing device can return the developer heading to the bearing portion of the developer transport member to the upstream side in the transport direction. As described above, the developing device described in Patent Document 1 attempts to solve the above problem by providing a reflux unit to prevent the developer from entering the bearing portion.
しかし、上記特許文献1に記載の現像装置では、仕切板に形成された連通部、すなわち各現像剤搬送部材の搬送経路を繋げる現像剤の循環経路が形成される位置に還流手段が配設されている。したがって、連通部の下流側付近まで現像剤が搬送されないため、いずれかの現像剤搬送部材に隣接して備えられる現像ローラ(現像剤担持体)の端部まで現像剤を供給することができないという問題が発生する。これを解決するには、現像装置自体を大型化する必要があり、設計上好ましくない。 However, in the developing device described in Patent Document 1, a reflux unit is provided at a position where a communication portion formed on the partition plate, that is, a developer circulation path that connects the transport paths of the developer transport members is formed. ing. Accordingly, since the developer is not transported to the vicinity of the downstream side of the communication portion, the developer cannot be supplied to the end portion of the developing roller (developer carrier) provided adjacent to any developer transport member. A problem occurs. In order to solve this, it is necessary to enlarge the developing device itself, which is not preferable in terms of design.
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、軸受部の耐久性を維持するとともに、装置を大型化することなく、現像剤を現像ローラ(現像剤担持体)の軸方向全体にわたって供給することが可能な、新規かつ改良された現像装置、イメージングユニットおよび画像形成装置を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to maintain the durability of the bearing portion and to add the developer to the developing roller (without increasing the size of the apparatus). It is an object of the present invention to provide a new and improved developing device, imaging unit, and image forming apparatus that can be supplied over the entire axial direction of a developer carrying member.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、トナーとキャリアから構成される現像剤が攪拌されながら循環する現像剤循環経路が形成された現像剤攪拌槽と、該現像剤循環経路で攪拌された前記現像剤を担持する現像剤担持体と、を備える現像装置であって、前記現像剤攪拌槽には、前記現像剤担持体の回転軸方向と同一方向に延びる回転軸と、前記現像剤を該回転軸の長手方向のいずれか一方に攪拌させながら搬送させるように該回転軸に所定区間形成される螺旋羽根形状の攪拌搬送部材と、前記現像剤の搬送方向下流側において前記現像剤を該回転軸の中央部方向へ搬送させるように該回転軸に所定区間形成される螺旋羽根形状の循環補助部材と、が備えられ、前記現像剤を前記現像剤担持体に供給する第1回転部材と、前記第1回転部材の回転軸方向と同一方向に延びて前記第1回転部材と並んで配設される回転軸と、前記現像剤を前記第1回転部材による前記現像剤の搬送方向と逆方向に搬送させるように該回転軸に所定区間形成される螺旋羽根形状の攪拌搬送部材と、前記現像剤の搬送方向下流側において前記現像剤を該回転軸の中央部方向へ搬送させるように該回転軸に所定区間形成される螺旋羽根形状の循環補助部材と、が備えられた第2回転部材と、前記第1回転部材と前記第2回転部材との間において、前記現像剤攪拌槽の内壁から前記循環補助部材に沿って所定距離延びて形成される2つの端部仕切壁と、前記第1回転部材と前記第2回転部材との間において、前記端部仕切壁から所定距離離れた位置に前記攪拌搬送部材に沿って所定区間形成される中央部仕切壁と、が形成され、前記循環補助部材の螺旋ピッチは、該循環補助部材の外径の1/4以上1/2以下であり、前記循環補助部材が形成される区間は、該循環補助部材の螺旋ピッチの1.5倍以上3倍以下であり、前記端部仕切壁および前記中央部仕切壁が前記攪拌搬送部材の螺旋ピッチの1〜1.5倍だけ離れて形成されることにより、前記現像剤が循環するための連通部が形成され、前記第1回転部材および前記第2回転部材に形成される前記攪拌搬送部材は、前記連通部の少なくとも中央よりも前記現像剤の搬送方向下流側まで延びて形成されている、現像装置が提供される。 In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention, a developer agitation tank in which a developer circulation path in which a developer composed of toner and a carrier is circulated while being agitated is formed, and the developer circulation A developer carrying member for carrying the developer stirred in a path, wherein the developer stirring tank includes a rotation shaft extending in the same direction as a rotation axis direction of the developer carrying member. A spiral blade-shaped stirring and conveying member formed in a predetermined section on the rotating shaft so as to convey the developer while stirring the developer in one of the longitudinal directions of the rotating shaft; and on the downstream side of the developer in the conveying direction A spiral blade-shaped circulation auxiliary member formed in a predetermined section on the rotary shaft so as to convey the developer toward the central portion of the rotary shaft, and supply the developer to the developer carrier. First rotating member and front A rotating shaft extending in the same direction as the rotating shaft direction of the first rotating member and arranged alongside the first rotating member; and the developer in a direction opposite to the developer conveying direction by the first rotating member A spiral blade-shaped stirring and conveying member formed in a predetermined section on the rotating shaft so as to be conveyed, and the rotating shaft so as to convey the developer toward the central portion of the rotating shaft on the downstream side in the conveying direction of the developer. Between the first rotating member and the second rotating member, and from the inner wall of the developer agitation tank, Between the two end partition walls formed to extend a predetermined distance along the circulation assisting member, and between the first rotating member and the second rotating member, the position is separated from the end partition wall by a predetermined distance. A predetermined section is formed along the stirring and conveying member. A central partition wall is formed, the spiral pitch of the circulation assisting member is ¼ or more and ½ or less of the outer diameter of the circulation assisting member, and the section in which the circulation assisting member is formed is: The end part partition wall and the center part partition wall are formed apart by 1 to 1.5 times the spiral pitch of the stirring and conveying member. As a result, a communicating portion for circulating the developer is formed, and the agitating and conveying member formed on the first rotating member and the second rotating member is at least more than the center of the communicating portion. A developing device is provided that extends to the downstream side in the transport direction.
係る構成により、現像装置は、第1回転部材および第2回転部材に形成された攪拌搬送部材によって現像剤を攪拌しながら循環させることができる。また、現像装置は、現像剤の搬送方向下流側の各回転軸の端部において、現像剤を回転軸の中央方向へ搬送させるための循環補助部材が形成されている。これにより、回転軸の軸受部へ侵入しようとする現像剤を回転軸の中央方向へ還流させることができ、軸受けの耐久性を向上させることができる。また、現像装置は、第1回転部材および第2回転部材の間において循環補助部材が形成される位置に端部仕切壁を備えているため、横方向からの現像剤の軸受部への侵入を防止することもできる。また、現像装置は、第1回転部材および第2回転部材に形成される攪拌搬送部材を、連通部の少なくとも中央よりも現像剤の搬送方向下流側まで延ばして形成することができる。これにより、循環補助部材と攪拌搬送部材との間隙区間が、循環経路の連通部の中央よりも現像剤の下流側に形成されることとなる。この結果、連通部全体を介して現像剤を効率よく循環させることができ、現像剤を現像剤担持体の端部まで確実に供給することができる。 With this configuration, the developing device can circulate the developer while stirring the developer by the stirring and conveying member formed on the first rotating member and the second rotating member. In the developing device, a circulation assisting member for transporting the developer toward the center of the rotating shaft is formed at the end of each rotating shaft on the downstream side in the transport direction of the developer. As a result, the developer entering the bearing portion of the rotating shaft can be recirculated toward the center of the rotating shaft, and the durability of the bearing can be improved. Further, since the developing device includes the end partition wall at the position where the circulation assisting member is formed between the first rotating member and the second rotating member, the developer can enter the bearing portion from the lateral direction. It can also be prevented. Further, the developing device can be formed by extending the agitating and conveying member formed on the first rotating member and the second rotating member to the downstream side in the developer conveying direction from at least the center of the communicating portion. As a result, a gap section between the circulation assisting member and the stirring and conveying member is formed on the downstream side of the developer from the center of the communication portion of the circulation path. As a result, the developer can be efficiently circulated through the entire communication portion, and the developer can be reliably supplied to the end portion of the developer carrier.
また、前記端部仕切壁が形成される位置における前記第1回転部材および前記第2回転部材と、前記現像剤攪拌槽とのクリアランスを、前記中央部仕切壁が形成される位置における前記第1回転部材および前記第2回転部材と、前記現像剤攪拌槽とのクリアランスよりも小さくしてもよい。 Further, the clearance between the first rotating member and the second rotating member at the position where the end partition wall is formed and the developer agitation tank is set as the first at the position where the central partition wall is formed. The clearance may be smaller than the clearance between the rotating member and the second rotating member and the developer stirring tank.
係る構成により、循環補助部材と、端部仕切壁または現像剤攪拌槽とのクリアランスを小さくすることができる。この結果、循環補助部材によって回転軸中央へ現像剤を還流させる効率を高めることができ、軸受部への現像剤の侵入を防止することができる。 With this configuration, the clearance between the circulation auxiliary member and the end partition wall or the developer agitation tank can be reduced. As a result, the efficiency of returning the developer to the center of the rotating shaft by the circulation assisting member can be increased, and the developer can be prevented from entering the bearing portion.
また、前記循環補助部材を、該循環補助部材の螺旋ピッチの1〜2倍だけ前記攪拌搬送部材から離隔されて形成してもよい。また、前記循環補助部材が形成される区間を、該循環補助部材の螺旋ピッチの2倍以上2.5倍以下としてもよい。これにより、現像装置を大型化することなく、循環補助部材によって回転軸中央へ現像剤を搬送させる効率を高めることができ、軸受部への現像剤の侵入を防止することができる。 Further, the circulation auxiliary member may be formed to be separated from the stirring and conveying member by 1 to 2 times the helical pitch of the circulation auxiliary member. The section in which the circulation assisting member is formed may be not less than 2 times and not more than 2.5 times the spiral pitch of the circulation assisting member. Thereby, without increasing the size of the developing device, the efficiency of transporting the developer to the center of the rotating shaft by the circulation assisting member can be increased, and the developer can be prevented from entering the bearing portion.
以上説明したように本発明によれば、軸受部の耐久性を維持するとともに、装置を大型化することなく、現像剤を現像ローラ(現像剤担持体)の軸方向全体にわたって供給することが可能である。 As described above, according to the present invention, the durability of the bearing portion can be maintained and the developer can be supplied over the entire axial direction of the developing roller (developer carrier) without increasing the size of the apparatus. It is.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
(画像形成装置の全体構成)
まず、本発明の実施形態の1つに係る現像装置100を備える画像形成装置10の全体構成について説明する。図1は、本実施形態に係る現像装置100を備える画像形成装置の一例として、タンデム方式の画像形成装置10の概略構成を示す説明図である。
(Overall configuration of image forming apparatus)
First, the overall configuration of the
図1に示すように、画像形成装置10は主に、本実施形態に係る現像装置100や感光体ドラム12等を含む複数のイメージングユニット16と、光走装置18と、中間転写体20と、記録媒体搬送装置22と、定着装置24と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the
現像装置100は、例えば、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの色毎に設けられ、現像ローラ104(現像剤担持体104ともいう)と、現像剤攪拌槽102と、該現像剤攪拌槽102内に配設される現像剤供給部材106と、現像剤攪拌搬送部材108と、を主に含んで構成される。なお、現像装置100の詳細な構成にいては後述する。
The developing
イメージングユニット16は、上記現像装置100を含んで構成され、感光体ドラム12と、該感光体ドラム12の外周面を一様に負電荷に帯電させる帯電器26と、感光体ドラム12の外周面に付着したトナーを除去して清浄化するクリーニング装置14と、を主に備えている。また、光走装置18は、一様に帯電した感光体ドラム12の外周面にレーザー光を照射しつつ走査し露光して、感光体ドラム12に被記録画像の画像信号に応じた静電潜像を形成する。
The
中間転写体20は主に、内周側に配置された駆動ローラ20b、テンションローラ20cおよび支持ローラ20d,20eにより循環移動される無端状の転写ベルト20aと、複数の一次転写ローラ20fと、二次転写ローラ20gと、を備えている。一次転写ローラ20fは、各感光体ドラム12の外周面で転写ベルト20aを押圧するように転写ベルト20aの内周側に設けられる。また、二次転写ローラ20gは、支持ローラ20eとともに転写ベルト20aを挟むように設けられる。また、図1では示していないが、中間転写体20は、転写ベルト20aに付着したトナーを除去するベルトクリーニング装置などをさらに備えてもよい。
The
記録媒体搬送装置22は、複数の記録媒体30が収容されるカセットと、同期して回転する複数の搬送ローラ28と、備えている。記録媒体搬送装置22は、記録媒体30を、カセットから取り出して搬送し、上記二次転写ローラ20gと転写ベルト20aとの間に供給する。また、記録媒体搬送装置22は、二次転写ローラ20gによりトナー像を担持した記録媒体30を定着装置24に搬送した後、トナー像が溶融定着された記録媒体30をさらに搬送して画像形成装置10の外部に排出する。
The recording
定着装置24は主に、互いの外周面が押圧接触するように設けられた加熱ローラ24aと加圧ローラ24bと、を備えて構成されている。加熱ローラ24aは、軸回転可能な略円筒状で、例えば、金属製の芯材にシリコンゴム等の耐熱弾性層が巻き付けられて構成され、内部には、例えば、ハロゲンランプなどの熱源が備えられている。また、加圧ローラ24bは、軸回転可能な略円柱状で、例えば金属製の芯材にシリコンゴム等の耐熱弾性層が巻き付けられて構成されている。このような定着装置24は、加熱ローラ24aと加圧ローラ24bとの間に給送された記録媒体30に対してトナー像を溶融定着させる。
The fixing
上記のようにして構成される画像形成装置10は、以下のように動作することで記録媒体30に画像を形成することができる。
The
まず、画像形成装置10が操作されると、被記録画像の画像信号が制御手段(図示せず)に送信される。その後、制御手段からの指示に応じて、帯電器26は、感光体ドラム12の外周面を一様に負電荷に帯電させ、光走装置18は、感光体ドラム12の外周面にレーザー光を照射して被記録画像の画像信号に応じた静電潜像を形成する。また、現像装置100の現像剤攪拌槽102内では、現像剤供給部材106および現像剤攪拌搬送部材108などによって攪拌された現像剤が、現像ローラ104の外周面に向けて供給される。さらに、現像ローラ104に担持された現像剤は、正電荷のキャリアが現像ローラ104に保持され、キャリアに付着した負電荷のトナーのみが感光体ドラム12の外周面に形成した静電潜像に供給されてトナー像が形成される。このようにして、色毎に設けられた各イメージングユニット16の感光体ドラム12にトナー像が形成される。
First, when the
また、制御手段からの指示に応じて、駆動ローラ20bの駆動に伴って中間転写体20の転写ベルト20aが移送される。移送された転写ベルト20aは、一次転写ローラ20fによって、マゼンタのトナー槽32Mに対応するイメージングユニット16の感光体ドラム12に押圧され、マゼンタのトナー像が転写ベルト20aの外周面に転写される。このようにして、転写ベルト20aが順次移送されていくことにより、転写ベルト20aにマゼンタ、イエロー、シアン、ブラックのトナー像が重畳的に形成される。
Further, the
そして、制御手段から動作指示を受けた記録媒体搬送装置22によって、記録媒体30が二次転写ローラ20gと転写ベルト20aとの間に搬送され、記録媒体30に転写ベルト20aが担持しているカラートナー像が転写される。二次転写が施された記録媒体30は、定着装置24に向けて移送され、加熱ローラ24aと加圧ローラ24bとの間で熱および圧力が加えられながら通過することにより、カラートナー像が溶融定着される。このようにして、被記録画像が形成された記録媒体30は、さらに移送されて画像形成装置10の外部に排出される。
Then, the recording
なお、図1に示したタンデム方式の画像形成装置10は、本実施形態に係る現像装置100を使用した画像形成装置の一例であり、本実施形態に係る現像装置100は、種々の方式の画像形成装置にも適用することができる。例えば、図2に示すような、モノクローム画像を形成する用紙縦搬送方式の画像形成装置10’であってもよい。なお、図2に示す画像形成装置10’の場合、感光体ドラム12に形成されたトナー像は、感光体ドラム12と転写ローラ20hとの間に移送される記録媒体30に直接転写されることとなる。
The tandem-type
(現像装置100の構成)
次に、上記のような画像形成装置10に組み込まれる本実施形態に係る現像装置100の構成の詳細について説明する。図3は、本実施形態に係る現像装置100の構成例の概略を示す説明図である。
(Configuration of the developing device 100)
Next, the details of the configuration of the developing
図3に示すように、現像装置100は、トナー槽32から供給されるトナーとキャリアを攪拌するための現像剤攪拌槽102と、上述した現像ローラ104と、を備えている。また、現像剤攪拌槽102内には、現像ローラ104の回転軸の長手方向全般に亘って攪拌された現像剤を供給する現像剤供給部材106(以下、第1回転部材106ともいう)が配設されている。
As shown in FIG. 3, the developing
第1回転部材106は、現像ローラ104の軸線方向と略並行の回転軸に、現像剤を攪拌しながら搬送させるための略螺旋羽根形状の攪拌搬送部材112が所定区間形成されている。なお、螺旋羽根形状の攪拌搬送部材112の詳細の寸法例等は後述するが、攪拌搬送部材112が備えられた第1回転部材106の概略外観図は、図4のようになる。また、第1回転部材106の回転軸は、軸受部114を介して現像剤攪拌槽102に対して回転可能に支持されている。図3に示す例では、第1回転部材106は、反時計方向(図中の矢印方向)に回転することにより、現像剤を攪拌しながら図3の下方向へ搬送させる。また、現像剤の搬送方向下流側において、第1回転部材106の回転軸には、現像剤の搬送方向とは逆方向に現像剤を還流させるための螺旋羽根形状の循環補助部材116が形成されている。この循環補助部材116によって、軸受部114へ向かう現像剤が回転軸の中央部方向へ還流されるため、本実施形態に係る現像装置100は、軸受部114への現像剤の侵入を防止することができる。
The first
次に、現像剤攪拌槽102内には、第1回転部材106と並んで、該第1回転部材106の軸線方向と略並行の回転軸に、現像剤を攪拌しながら搬送させるための略螺旋羽根形状の攪拌搬送部材112が所定区間形成された現像剤攪拌搬送部材108(以下、第2回転部材108ともいう)が配設されている。なお、螺旋羽根形状の攪拌搬送部材112の詳細の寸法例等は後述するが、攪拌搬送部材112が備えられた第2回転部材108の概略外観図は、図4のようになる。
Next, in the
また、第2回転部材108の回転軸は、軸受部114を介して現像剤攪拌槽102に対して回転可能に支持されている。また、第2回転部材108が備える螺旋羽根形状の攪拌搬送部材112は、上記第1回転部材106による現像剤の搬送方向とは逆方向に現像剤を搬送できるように形成されている。すなわち、図3に示す例では、第2回転部材108は、反時計方向(図中の矢印方向)に回転することにより、現像剤を攪拌しながら図3の上方向へ搬送させる。さらに、上記第1回転部材106と同様に、現像剤の搬送方向下流側において、第2回転部材108の回転軸には、現像剤の搬送方向とは逆方向に現像剤を還流させるための螺旋羽根形状の循環補助部材116が形成されている。
Further, the rotation shaft of the
また、現像剤攪拌槽102内には、図3に示すように、第1回転部材106と第2回転部材108とを仕切るように、中央部仕切壁120が所定区間形成されている。このように現像剤攪拌槽102内は、中央部仕切壁120によって、第1回転部材によって現像剤が搬送される領域である第1搬送部122と、第2回転部材によって現像剤が搬送される第2搬送部126とに仕切られている。
Further, as shown in FIG. 3, a
また、図3に示すように、第1回転部材106および第2回転部材108の端部においては、上述した循環補助部材116が形成される位置に対応して、現像剤攪拌槽102の内壁から所定区間延びた端部仕切壁118が形成されている。端部仕切壁118および中央部仕切壁120は、図3に示すように、互いに所定区間離れて形成されている。すなわち、図3に示すように、第1搬送部122の下流側に形成された端部仕切壁118と中央部仕切壁120との間には、現像剤が第1搬送部122から第2搬送部126へ搬送される第1連通部124が形成される。さらに、第2搬送部126の下流側に形成された端部仕切壁118と中央部仕切壁120との間には、現像剤が第2搬送部126から第1搬送部122へ搬送される第2連通部128が形成される。この結果、現像剤は、第1搬送部122、第1連通部124、第2搬送部126、第2連通部128を介して再度第1搬送部122へ搬送されることとなる。
Further, as shown in FIG. 3, at the ends of the first rotating
また、第1回転部材106および第2回転部材108の攪拌搬送部材112は、各連通部の中央部よりも現像剤の搬送方向下流側まで延びて形成される。この結果、第1連通部124および第2連通部128の下流側まで現像剤が搬送されるため、第1回転部材106によって現像ローラ104の端部に対しても確実に現像剤を供給することができる。
Further, the stirring and conveying
このように、本実施形態に係る現像装置100では、第1回転部材106および第2回転部材108の端部に循環補助部材116が形成されるため、軸受部114への現像剤の侵入を防止することができる。さらに、循環補助部材116が形成される位置において端部仕切壁118が形成されるため、横方向からの軸受部114への現像剤の侵入も防止することができ、軸受部114の耐久性・信頼性をさらに高めることができる。さらに、第1回転部材106および第2回転部材108の攪拌搬送部材112が各連通部の中央部よりも現像剤の下流方向まで延びて形成されるため、装置自体を大きくすることなく、現像ローラ104の軸方向全体に亘って現像剤を確実に供給することができる。
As described above, in the developing
また、図3に示すように、第2回転部材108の現像剤の搬送方向上流側の端部においては、現像剤攪拌槽102にトナー供給部132が形成されている。このトナー供給部132は、図3に示すように、現像剤の循環経路に合流するように、第2回転部材108の現像剤の搬送方向上流側の端部に形成される。係る構成により、キャリアに比べて比重の小さいトナーを現像剤の循環経路に合流させることができ、トナーとキャリアの混合性能を向上させることができる。もちろん、トナー供給部132は、必ずしも図3に示した位置に形成される必要はない。
As shown in FIG. 3, a
(現像装置100の断面形状)
次に、上記のように構成される現像装置100の構成を図5Aおよび図5Bに示す断面図を参照して説明する。ここで、図5A(a)は、図3に示した現像装置100のA−A断面図である。また、図5A(b)は、図3に示した現像装置100のB−B断面図である。また、図5A(c)は、図3に示した現像装置100のC−C断面図である。また、図5B(d)は、図3に示した現像装置100のD−D断面図である。また、図5B(e)は、図3に示した現像装置100のE−E断面図である。また、図5B(f)は、図3に示した現像装置100のF−F断面図である。
(Cross sectional shape of the developing device 100)
Next, the configuration of the developing
図5A(a)を参照すると、A−A断面においては、第1回転部材106と第2回転部材108との間に、端部仕切壁118が形成されていることがわかる。本実施形態に係る現像装置100は、このようにして形成される端部仕切壁118により、軸受部114への横方向からの現像剤の侵入を確実に防止することができる。
Referring to FIG. 5A (a), it can be seen that an
次に、図5A(b)を参照すると、B−B断面においては、第1回転部材106と第2回転部材108との間に仕切壁が形成されていないことがわかる。この結果、現像剤は、第2連通部128を介して第2回転部材108から第1回転部材106へ搬送される。
Next, referring to FIG. 5A (b), it can be seen that no partition wall is formed between the first rotating
次に、図5A(c)を参照すると、第1回転部材106と第2回転部材との間に中央部仕切壁120が形成されていることがわかる。このようにして形成される中央部仕切壁120により、現像剤の循環経路となる第1搬送部122および第2搬送部126が形成される。
Next, referring to FIG. 5A (c), it can be seen that a
次に、図5B(d)を参照すると、D−D断面においては、上記B−B断面と同様に、第1回転部材106と第2回転部材108との間に仕切壁が形成されていないことがわかる。この結果、現像剤は、第1連通部124を介して第1回転部材106から第2回転部材108へ搬送される。
Next, referring to FIG. 5B (d), in the DD section, a partition wall is not formed between the first rotating
次に、図5B(e)を参照すると、E−E断面においては、上記A−A断面と同様に、第1回転部材106と第2回転部材108との間に、端部仕切壁118が形成されていることがわかる。本実施形態に係る現像装置100は、このようにして形成される端部仕切壁118により、軸受部114への横方向からの現像剤の侵入を確実に防止することができる。
Next, referring to FIG. 5B (e), in the EE cross section, the
次に、図5B(f)を参照すると、F−F断面においては、第2回転部材の上方において、現像剤攪拌槽102にトナー供給部132が形成されている。このようにして形成されたトナー供給部132を介して現像剤攪拌槽102にトナーが適宜提供される。
Next, referring to FIG. 5B (f), in the FF cross section, a
上述したように、本実施形態に係る現像装置100は、第1回転部材106および第2回転部材108の現像剤の搬送方向下流側の端部において、現像剤を回転軸の中央部方向へ還流させるための循環補助部材116を備えている。これにより、本実施形態に係る現像装置100は、現像剤が循環経路を逸脱して軸受部114へ侵入することを防止し、軸受部114の耐久性を維持することができる。
As described above, the developing
また、本実施形態に係る現像装置100は、第1回転部材106および第2回転部材108の両端部間に端部仕切壁118を備えることにより、第1回転部材106および第2回転部材108の軸受部114へ現像剤が横方向から侵入することを防止することができる。
In addition, the developing
また、本実施形態に係る現像装置100は、第1回転部材106および第2回転部材108の攪拌搬送部材112が、第1連通部124および第2連通部128の中央部よりも現像剤の搬送方向下流側まで延びて形成されている。この結果、第1連通部124および第2連通部128の下流側まで現像剤が搬送されるため、装置自体を大きくすることなく、現像ローラ104の軸方向全体に亘って現像剤を確実に供給することができる。
Further, in the developing
以上の結果、本実施形態に係る現像装置100は、軸受部114の耐久性を維持するとともに、装置を大型化することなく、現像剤を現像ローラ104の軸方向全体にわたって供給することが可能である。
As a result, the developing
(現像装置100の設計例)
次に、上述した特徴を有する現像装置100の具体的な設計例を、各構成部の好適な形状寸法を示すことにより説明する。なお、以下の説明において示す形状寸法は、上記実施形態に係る現像装置100を実現する上での好適な形状寸法であり、本発明は、必ずしもこれらの値に限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図の形状は、好適な形状寸法を説明する上での概念図であり、寸法比率等は実際の寸法比率とは異なるものである。
(Design example of developing device 100)
Next, a specific design example of the developing
図6は、現像装置100の各構成部に関する各回転部材の長手方向の寸法と、攪拌搬送部材112および循環補助部材116の螺旋ピッチを示す説明図である。また、図7は、現像装置100の断面図であり、図3のA−A断面に相当する。図6および図7に示すような形状寸法で設計することにより、装置自体を大型化することなく、上述した特徴を効果的に実現することができる現像装置100を提供することができる。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the dimensions in the longitudinal direction of the rotating members and the helical pitches of the agitating / conveying
例えば、循環補助部材116による現像剤の搬送効率を高めるには、螺旋ピッチを大きくし、循環補助部材116が形成される区間を長くする方がよい。しかしながら、現像装置本体の大型化を防止するため、現像剤の軸受部114への侵入を防止することができる範囲で最小限の寸法で循環補助部材116を設計した方が好ましい。具体的には、循環補助部材116の螺旋ピッチを、該循環補助部材116の外径寸法の1/4以上1/2以下とする。図7に示すように、循環補助部材116の外径寸法は18mmであるため、循環補助部材116の螺旋ピッチは4.5mm以上9mm以下であればよく、本設計例では、図6に示すように、5mmとなっている(図6のd、h)。
For example, in order to increase the developer conveyance efficiency by the
また、第1回転部材106の現像剤の搬送方向上流側の端部に形成される攪拌搬送部材112についても、上記循環補助部材116と同一の条件で設計することができる。すなわち、第1回転部材106の端部の攪拌搬送部材112の螺旋ピッチは、中央部の攪拌搬送部材112の螺旋ピッチ(25mm)よりも小さく、循環補助部材116の螺旋ピッチ(5mm)と同じになっている(図6のa)。
Further, the agitating and conveying
また。循環補助部材116が形成される区間を、該循環補助部材116の螺旋ピッチの1.5倍以上3倍以下、好ましくは2倍以上2.5倍以下とし、循環補助部材116の形成による現像装置自体の大型化を防止する。本設計例では、循環補助部材116の螺旋ピッチは5mmであるため、循環補助部材116が形成される区間(図6のd、h)は10mmとなっている。
Also. The section in which the circulation
また、端部仕切壁118は、現像剤攪拌槽102の内壁から循環補助部材116が形成される区間の長さに0.5〜1mm加算された長さだけ延びて形成される。これは、循環補助部材116の回転軸方向へのがたを考慮したものである。本設計例では、循環補助部材116が形成される区間は10mmであるため、端部仕切壁118は、現像剤攪拌槽102の内壁から11mm延びて形成されている(図6のj、n)。これにより、各回転部材の端部に必要なスペースを最小化することができる。
Further, the
また、循環補助部材116と攪拌搬送部材112とは、循環補助部材116の螺旋ピッチの1〜2倍だけ離れて形成される。本設計例では、循環補助部材116の螺旋ピッチは5mmであるため、循環補助部材116は、攪拌搬送部材112と8mm離れて形成されている(図6のc、g)。
Further, the
また、第2連通部128を形成する中央部仕切壁120と端部仕切壁118の間隙区間(図6のk)を、第1回転部材106の攪拌搬送部材112の中央部における螺旋ピッチの1〜1.5倍とする。同様に、第1連通部124を形成する中央部仕切壁120と端部仕切壁118の間隙区間(図6のm)を、第2回転部材108の攪拌搬送部材112の中央部における螺旋ピッチの1〜1.5倍とする。本設計例では、第1回転部材106および第2回転部材108の攪拌搬送部材112ともに中央部における螺旋ピッチが25mmであるため、第1連通部124および第2連通部128が形成される区間は30mmとなっている。なお、上述したように、攪拌搬送部材112は、当該区間の中央部よりも現像剤の搬送方向下流側まで延びて形成されている。すなわち、図6に示すcおよびgの区間は常に、第1連通部124および第2連通部128が形成される区間の中央部よりも現像剤の搬送方向下流側に位置することとなる。この結果、第1回転部材106によって現像ローラ104の端部に対しても確実に現像剤を供給することができる。
Further, a gap section (k in FIG. 6) between the
また、現像剤を効率よく搬送するには、各回転部材と現像剤攪拌槽102とのクリアランスを小さくした方がよいが、回転部材の振れを考慮する必要がある。そこで、本設計例では、図7に示すように、各回転部材と現像剤攪拌槽102とのクリアランスを1.5mmとした。
In order to efficiently transport the developer, it is preferable to reduce the clearance between each rotating member and the
ここで、軸受部114への現像剤の侵入をより確実に防止するために、回転部材の振れは中央部よりも端部のほうが小さいことを考慮して、当該クリアランスを図8に示すような値とすることもできる。図8を参照すると、各回転部材の端部における現像剤攪拌槽102とのクリアランスは1.0mmとなり、中央部におけるクリアランス(1.5mm)よりも小さくなっている。これは、例えば、現像剤攪拌槽102や端部仕切壁118の厚さを変更することにより実現できる。この結果、循環補助部材116によってより効率よく現像剤を回転軸の中央部方向へ還流させることができ、軸受部114をより確実に保護することができる。
Here, in order to prevent the developer from entering the bearing
以上のような寸法で現像装置100を設計することにより、現像装置100本体を大型化することなく、上述した実施形態の特徴を効率的に実現することができる。
By designing the developing
また、上記実施形態に係る現像装置100は、上述したように種々の方式の画像形成装置に適用することができ、適用される画像形成装置に応じて適宜設計変更することにより、上述した実施形態の特徴を有することができる。例えば、図2に示した用紙縦搬送方式の画像形成装置10’に組み込まれる現像装置100は、図9のように構成される。図9は、図2に示した用紙縦搬送方式の画像形成装置10’に組み込まれる現像装置100の構成例の概略を示す説明図である。
Further, the developing
画像形成装置10’では、図2に示したように現像ローラ104の回転方向が、図1に示したタンデム方式の画像形成装置10と逆になる。したがって、現像剤攪拌槽102内の現像剤の循環経路を上記例と同一方向とする場合、図9に示すように、第1回転部材106は上記例と逆回転(図9の矢印方向)に回転し、第1回転部材106に形成される攪拌搬送部材112および循環補助部材116の螺旋巻き方向も上記例と逆になる。このように、現像装置100は、設計仕様に応じて各回転部材の回転方向や、攪拌搬送部材112および循環補助部材116の螺旋巻き方向や、現像剤の循環方向などを任意に変更することができる。
In the
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.
例えば、上記実施形態では、現像装置100の好適な設計例について形状寸法を例示して説明したが、本発明は上述した形状、寸法等に限定されない。例えば、各回転部材の回転方向や攪拌搬送部材112および循環補助部材116の螺旋巻き方向などは、適用される画像形成装置の方式、現像剤の循環経路などの設計仕様に応じて適宜変更してもよい。
For example, in the above-described embodiment, the preferred design example of the developing
10 画像形成装置
12 感光体ドラム(像担持体)
14 クリーニング装置
16 イメージングユニット
18 光走装置
20 中間転写体
20a 転写ベルト
20b 駆動ローラ
20c テンションローラ
20d、20e 支持ローラ
20f 一次転写ローラ
20g 二次転写ローラ
20h 転写ローラ
22 記録媒体搬送装置
24 定着装置
24a 加熱ローラ
24b 加圧ローラ
26 帯電器
28 搬送ローラ
30 記録媒体
32 トナー槽
100 現像装置
102 現像剤攪拌槽
104 現像ローラ(現像剤担持体)
106 現像剤供給部材(第1回転部材)
108 現像剤攪拌搬送部材(第2回転部材)
112 攪拌搬送部材
114 軸受部
116 循環補助部材
118 端部仕切壁
120 中央部仕切壁
122 第1搬送部
124 第1連通部
126 第2搬送部
128 第2連通部
132 トナー供給部
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
106 Developer supply member (first rotating member)
108 Developer stirring and conveying member (second rotating member)
112 Agitating and conveying
Claims (5)
前記現像剤攪拌槽には、
前記現像剤担持体の回転軸方向と同一方向に延びる回転軸と、前記現像剤を該回転軸の長手方向のいずれか一方に攪拌させながら搬送させるように該回転軸に所定区間形成される螺旋羽根形状の攪拌搬送部材と、前記現像剤の搬送方向下流側において前記現像剤を該回転軸の中央部方向へ搬送させるように該回転軸に所定区間形成される螺旋羽根形状の循環補助部材と、が備えられ、前記現像剤を前記現像剤担持体に供給する第1回転部材と、
前記第1回転部材の回転軸方向と同一方向に延びて前記第1回転部材と並んで配設される回転軸と、前記現像剤を前記第1回転部材による前記現像剤の搬送方向と逆方向に搬送させるように該回転軸に所定区間形成される螺旋羽根形状の攪拌搬送部材と、前記現像剤の搬送方向下流側において前記現像剤を該回転軸の中央部方向へ搬送させるように該回転軸に所定区間形成される螺旋羽根形状の循環補助部材と、が備えられた第2回転部材と、
前記第1回転部材と前記第2回転部材との間において、前記現像剤攪拌槽の内壁から前記循環補助部材に沿って所定距離延びて形成される2つの端部仕切壁と、
前記第1回転部材と前記第2回転部材との間において、前記端部仕切壁から所定距離離れた位置に前記攪拌搬送部材に沿って所定区間形成される中央部仕切壁と、
が形成され、
前記循環補助部材の螺旋ピッチは、該循環補助部材の外径の1/4以上1/2以下であり、
前記循環補助部材が形成される区間は、該循環補助部材の螺旋ピッチの1.5倍以上3倍以下であり、
前記端部仕切壁および前記中央部仕切壁が前記攪拌搬送部材の螺旋ピッチの1〜1.5倍だけ離れて形成されることにより、前記現像剤が循環するための連通部が形成され、
前記第1回転部材および前記第2回転部材に形成される前記攪拌搬送部材は、前記連通部の少なくとも中央よりも前記現像剤の搬送方向下流側まで延びて形成され、
前記循環補助部材は、該循環補助部材の螺旋ピッチの1〜2倍だけ前記攪拌搬送部材から離隔されて形成され、
前記循環補助部材が形成される区間の長さは、前記端部仕切壁の長さより短いことを特徴とする現像装置。 A developer agitation tank in which a developer circulation path in which a developer composed of toner and a carrier is circulated while being agitated; a developer carrier that carries the developer agitated in the developer circulation path; A developing device comprising:
In the developer stirring tank,
A rotation shaft extending in the same direction as the rotation axis direction of the developer carrying member, and a spiral formed in a predetermined section on the rotation shaft so as to convey the developer while stirring in one of the longitudinal directions of the rotation shaft A blade-shaped stirring and conveying member; and a spiral blade-shaped circulation auxiliary member formed in a predetermined section on the rotation shaft so as to convey the developer toward the central portion of the rotation shaft on the downstream side in the conveyance direction of the developer. A first rotating member for supplying the developer to the developer carrier;
A rotating shaft extending in the same direction as the rotating shaft direction of the first rotating member and disposed alongside the first rotating member; and a direction opposite to the developer conveying direction of the developer by the first rotating member A spiral blade shaped agitating and conveying member formed in a predetermined section on the rotating shaft so as to be conveyed to the rotating shaft, and the rotation so as to convey the developer toward the central portion of the rotating shaft on the downstream side in the conveying direction of the developer. A second rotation member provided with a spiral blade-shaped circulation auxiliary member formed in a predetermined section on the shaft;
Two end partition walls formed between the first rotating member and the second rotating member so as to extend from the inner wall of the developer stirring tank by a predetermined distance along the circulation auxiliary member;
A central partition wall formed between the first rotating member and the second rotating member at a predetermined distance along the stirring and conveying member at a position away from the end partition wall by a predetermined distance;
Formed,
The spiral pitch of the circulation assisting member is ¼ or more and ½ or less of the outer diameter of the circulation assisting member,
The section where the circulation assisting member is formed is 1.5 times or more and 3 times or less of the helical pitch of the circulation assisting member,
The end partition wall and the central partition wall are formed apart by 1 to 1.5 times the helical pitch of the stirring and conveying member, thereby forming a communication portion for circulating the developer.
The stirring and conveying member formed on the first rotating member and the second rotating member is formed to extend from the at least center of the communicating portion to the downstream side in the developer conveying direction,
The circulation auxiliary member is formed separated from the stirring and conveying member by 1 to 2 times the helical pitch of the circulation auxiliary member ,
The developing device according to claim 1, wherein a length of the section in which the circulation assisting member is formed is shorter than a length of the end partition wall .
前記像担持体の周面に形成された静電潜像にトナーを付着させる現像装置と、
前記像担持体の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング装置と、
を備えたイメージングユニットであって、
前記現像装置は、請求項1〜3のいずれかに記載の現像装置である、ことを特徴とするイメージングユニット。 An image carrier on which an electrostatic latent image is formed on the peripheral surface;
A developing device for attaching toner to the electrostatic latent image formed on the peripheral surface of the image carrier;
A cleaning device for removing toner remaining on the surface of the image carrier;
An imaging unit comprising:
The imaging unit according to claim 1, wherein the developing device is the developing device according to claim 1.
前記イメージングユニットは、請求項4に記載のイメージングユニットである、ことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus that includes a detachable imaging unit and forms an image on a recording medium,
The image forming apparatus according to claim 4, wherein the imaging unit is the imaging unit according to claim 4.
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