JP6427796B2

JP6427796B2 - 現像装置

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Publication number: JP6427796B2
Application number: JP2015006675A
Authority: JP
Inventors: 百子辻原
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2015-01-16
Filing date: 2015-01-16
Publication date: 2018-11-28
Anticipated expiration: 2035-01-16
Also published as: JP2016133543A

Description

本発明は、現像装置、特に、スクリューによって現像槽内の現像剤を攪拌する現像装置に関する。

従来から電子写真方式による画像形成装置に搭載される現像装置の現像槽では、スクリューによって現像槽内の現像剤を所定方向に搬送している。このとき、現像剤に含まれるトナーの凝集等を防ぐために、特許文献１に記載の現像装置では、スクリューの羽根にコイルスプリングが設けられている。

しかし、昨今の画像形成装置の高速化や低温定着トナーの使用により、特許文献１に記載の現像装置のような従来の現像装置では、十分に現像剤を攪拌し分散させることが困難になっている。また、現像剤を充分に攪拌・分散できないと、トナー飛散やかぶりといった問題が発生するおそれがある。

特開平９−２６６９４号公報

本発明の目的は、現像槽内において、現像剤を十分に攪拌・分散させることを可能とする現像装置を提供することである。

本発明の一の形態である現像装置は、
像担持体にトナー画像を現像する現像装置であって、
前記像担持体に供給されるトナーを含む現像剤を収容する現像槽と、
所定方向に伸びる回転軸及び該回転軸に沿って設けられた螺旋状の羽根から構成され、前記現像槽内において前記現像剤を該所定方向へ搬送するスクリューと、
前記螺旋状の羽根から前記所定方向に伸びる板状の部材である第１のパドルと、
前記螺旋状の羽根から前記所定方向に伸びる板状の部材である第２のパドルと、
を備え、
前記所定方向と直交する直交方向において、前記第１のパドルにおける前記回転軸と反対側の端部及び該回転軸の距離は、前記第２のパドルにおける前記回転軸と反対側の端部及び該回転軸の距離と異なること、
を特徴とする。

本発明の一の形態である現像装置は、スクリューの螺旋状の羽根から伸びる第１のパドル及び第２のパドルを備えている。また、所定方向と直交する直交方向において、第１のパドルにおける回転軸と反対側の端部と該回転軸との距離は、第２のパドルにおける前記回転軸と反対側の端部と該回転軸との距離と異なる。つまり、本発明の一の形態である現像装置は、スクリューの回転軸からの距離が異なる２つのパドルを備えている。ここで、例えば、２つのパドルの回転軸からの距離が同じ場合を考える。この場合、一方のパドルによって攪拌、分散された現像剤は、遠心力によって回転軸に対して離れるように押し出される。現像剤が押し出された結果、該現像剤は、回転軸からの距離が同じ他方のパドルと接触する部分が減少するため、十分に攪拌、分散されない。一方、本発明の一の形態である現像装置では、第１のパドルの回転軸からの距離と第２のパドルの回転軸からの距離とが異なるため、回転軸に近い（以下で、内側と称す）パドルによって攪拌、分散された現像剤が、回転軸から離れるように押し出された後、スクリューの回転軸から遠い（以下で、外側と称す）パドルによって攪拌、分散され、再び内側のパドルに押し戻される。このような循環を現像槽内で繰り返すことにより、本発明の一の形態である現像装置では、現像槽内において、現像剤を十分に攪拌・分散させることが可能となる。

本発明によれば、現像槽内の現像剤を十分に攪拌・分散させることができる。

画像形成装置の内部構造を示す概略図である。一実施例に係る現像装置の現像ローラ周辺を、該現像装置が有する供給スクリューの中心軸と平行な方向から見た断面図である。一実施例に係る現像装置を、該現像装置が有する供給スクリューの中心軸と直交する方向から見た断面図である。一実施例に係る現像装置の供給スクリュー又は攪拌スクリューを、該供給スクリュー又は該攪拌スクリューの中心軸と直交する方向から見た図である。一実施例に係る現像装置の供給スクリュー又は攪拌スクリューを、該供給スクリュー又は該攪拌スクリューの中心軸と平行な方向から見た断面図である。一実施例に係る現像装置の供給スクリュー又は攪拌スクリューを、該供給スクリュー又は該攪拌スクリューの中心軸と平行な方向から見た断面図である。第１変形例に係る現像装置の供給スクリュー又は攪拌スクリューを、該供給スクリュー又は該攪拌スクリューの中心軸と平行な方向から見た断面図である。第２変形例に係る現像装置の供給スクリュー又は攪拌スクリューを、該供給スクリュー又は該攪拌スクリューの中心軸と直交する方向から見た図である。他の実施例に係る現像装置の供給スクリュー又は攪拌スクリューを、該供給スクリュー又は該攪拌スクリューの中心軸と直交する方向から見た図である。他の実施例に係る現像装置の供給スクリュー又は攪拌スクリューを、該供給スクリュー又は該攪拌スクリューの中心軸と直交する方向から見た図である。他の実施例に係る現像装置の供給スクリュー又は攪拌スクリューを、該供給スクリュー又は該攪拌スクリューの中心軸と直交する方向から見た図である。

（画像形成装置の概略構成、図１参照）
以下、一実施例である現像装置及びこれを備える画像形成装置について、添付図面を参照して説明する。各図においては、同じ部材、部分について共通する符号を付し、重複する説明は省略する。

図１に示すカラー画像形成装置１は、タンデム方式の電子写真プリンタであり、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）の各色のトナー画像を形成するためのイメージングユニット１０（１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｋ）、中間転写ユニット２０、及び各部を制御する制御部１００にて構成されている。

イメージングユニット１０は、それぞれ、感光体ドラム１１を中心として帯電チャージャ１２、現像装置４０などを配置したもので、レーザー走査光学ユニット１４から照射される光によってそれぞれの感光体ドラム１１上に描画される静電潜像を現像装置４０で現像して各色のトナー画像を形成する。中間転写ユニット２０は、矢印Ｗ方向に無端状に回転駆動される中間転写ベルト２１を備え、各感光体ドラム１１と対向する１次転写ローラ２２から付与される電界により、各感光体ドラム１１上に形成されたトナー画像を中間転写ベルト２１上に１次転写して合成する。一次転写後に感光体ドラム１１上に残ったトナーは、クリーニングブレード１６により除去される。なお、このような電子写真法による画像形成プロセスは周知であり、詳細な説明は省略する。

装置本体の下部には、被転写材（以下、用紙と称する）を１枚ずつ給紙する自動給紙ユニット３０が配置され、用紙は給紙ローラ２３から、搬送ローラ対２４、タイミングローラ対２５を経て、前記中間転写ベルト２１と２次転写ローラ２６とのニップ部に搬送され、２次転写ローラ２６から付与される電界にてトナー画像（合成カラー画像）が２次転写される。その後、用紙は定着ユニット３５に搬送されてトナーの加熱定着を施され、装置本体の上面に配置されたトレイ部２に排出される。また、画像形成により現像装置４０のトナーが減少すると、各色のトナーボトル１８から現像装置４０にトナーが補給される。なお、各トナーボトル１８は取り外し可能である。従って、ユーザがトナーボトル１８を交換することで、現像装置４０に継続してトナーを補給することができる。

（現像装置の構成図２〜図６参照）
一実施例である現像装置４０は、キャリアとトナーとからなる２成分現像剤を使用するものであり、現像剤の消費に伴って、各トナーボトル１８から現像剤を補給する。そして、現像装置４０は、図２に示すように、ケーシング４２内に、現像ローラ４４、供給スクリュー４６及び攪拌スクリュー４８をそれぞれ平行な状態で設けたものである。なお、以下で、現像ローラ４４、供給スクリュー４６及び攪拌スクリュー４８が延在する方向をｘ軸方向と定義する。また、ｘ軸方向及び鉛直方向と直交する方向をｙ軸方向と定義する。

現像ローラ４４は、複数の磁極を有する磁石（図示せず）を内蔵したスリーブ状をなし、感光体ドラム１１と僅かな間隔を保持して回転駆動される。そして、現像ローラ４４の下部には現像槽５０が設けられている。

現像槽５０は、図３に示すように、ｘ軸方向に延在する容器であり、ｘ軸方向に延在する隔壁５６により、循環槽５２及び循環槽５４の２つの槽に分けられる。なお、隔壁５６のｘ軸方向の負方向側の端部に開口部５８が設けられ、ｘ軸方向の正方向側の端部近傍には開口部６０が設けられている。

循環槽５２は、現像ローラ４４に現像剤を供給するとともに、現像を終えた残りの現像剤を循環槽５４に戻すための空間である。従って、循環槽５２におけるｘ軸方向の略中央には現像ローラ４４が配置され、循環槽５２のｘ軸方向の正方向側には現像剤を循環槽５４へ送り出すための開口部６０が配置されている。

循環槽５４は、循環槽５２と隔壁５６を隔てて平行に隣接する空間であり、現像槽５０を循環する現像剤と、循環槽５４に設けられた補給口６６から補給された現像剤を攪拌混合するための空間である。従って、循環槽５４におけるｘ軸方向の負方向側には現像剤を循環槽５２へ送り出すための開口部５８が配置され、循環槽５４におけるｘ軸方向の正方向側の端部には補給口６６が設けられている。また、循環槽５４におけるｘ軸方向の略中央には、循環槽５４内のトナー濃度を検出する濃度センサ８０が設けられている。濃度センサ８０による検出結果は、制御部１００に送信され、補給口６６から補給される現像剤の量に反映される。

そして、循環槽５２には供給スクリュー４６が設けられ、循環槽５４には攪拌スクリュー４８が設けられている。供給スクリュー４６は、ｘ軸方向に延在する円柱状の回転軸４６ａの外周面に螺旋状の羽根４６ｂが設けられた形状を成し、現像剤の搬送を担っている。攪拌スクリュー４８も供給スクリュー４６と同様に、ｘ軸方向に延在する円柱状の回転軸４８ａの外周面に螺旋状の羽根４８ｂが設けられた形状を成し、現像剤の搬送を担っている。

また、供給スクリュー４６及び攪拌スクリュー４８には、その全域に亘って、パドル７０及びパドル７２が複数設けられている。パドル７０及びパドル７２は共に、各スクリューの螺旋状の羽根４６ｂ，４８ｂからｘ軸方向に伸びる長方形を成す板状の部材である。また、一つのパドル７０，７２は、各スクリューの羽根４６ｂ，４８ｂの１ピッチ分の長さを有する。さらに、パドル７０，７２それぞれは、スクリューの羽根４６ｂ，４８ｂが成す螺旋に沿うように等間隔で配置されている。これに加え、パドル７０及びパドル７２は、スクリューの羽根４６ｂ，４８ｂが成す螺旋に沿って、２つのパドル７０の次には、２つのパドル７２が配置され、その次には、再び２つのパドル７０が配置されるといったように、規則的に配置されている。

パドル７０は、図４に示すように、該パドル７０の回転軸側の端部Ｐ１が、該回転軸に接するように設けられている。また、パドル７０をｘ軸方向から見ると、パドル７０の主面Ｓ７０は、図５に示すように、いずれかのスクリューの回転軸４６ａ，４８ａからパドル７０に向かう直線Ｌ１と平行である。

このように構成されたパドル７０によって、現像槽５０内の現像剤は攪拌・分散されると共に、回転軸４６ａ，４８ａから遠ざかるように押し出される。

パドル７２は、図４に示すように、パドル７０よりも外側に位置している。従って、ｘ軸方向と直交する方向において、パドル７０における回転軸と反対側の端部Ｐ２と回転軸との距離ｄ１は、パドル７２における回転軸と反対側の端部Ｐ３と回転軸との距離ｄ２よりも小さい。つまり、距離ｄ１と距離ｄ２とは異なる。また、パドル７２の回転軸側の端部Ｐ４と該回転軸との間には隙間Ｃ７２が設けられている。そして、パドル７２の端部Ｐ３は、スクリューの螺旋状の羽根４６ｂ、４８ｂにおける回転軸と反対側の端部Ｐ５よりも、回転軸側に位置している。なお、パドル７２をｘ軸方向から見ると、パドル７２の主面Ｓ７２は、図６に示すように、いずれかのスクリューの回転軸４６ａ，４８ａからパドル７２に向かう直線Ｌ２と平行である。

このように構成されたパドル７２は、パドル７０によって回転軸４６ａ，４８ａから遠ざかるように押し出された現像剤を攪拌・分散する。そして、パドル７２によって攪拌・分散された現像剤は、回転軸４６ａ，４８ａ側に向かって送り出される。

（効果）
一実施例である現像装置４０は、スクリューの螺旋状の羽根４６ｂ、４８ｂから伸びるパドル７０及びパドル７２を備えている。また、図４に示すように、ｘ軸方向と直交する方向において、パドル７０における回転軸４６ａ，４８ａと反対側の端部Ｐ２と該回転軸４６ａ，４８ａとの距離ｄ１は、パドル７２における回転軸４６ａ，４８ａと反対側の端部Ｐ３と該回転軸４６ａ，４８ａとの距離ｄ２と異なる。つまり、現像装置４０は、スクリューの回転軸４６ａ，４８ａからの距離が異なる２つのパドル７０，７２を備えている。ここで、例えば、２つのパドルの回転軸からの距離が同じ場合を考える。この場合、一方のパドルによって攪拌、分散された現像剤は、遠心力によって回転軸に対して離れるように押し出される。現像剤が押し出された結果、該現像剤は、回転軸からの距離が一方のパドルと同じ他方のパドルと接触する部分が減少するため、十分に攪拌、分散されない。しかし、現像装置４０では、２つのパドル７０，７２の回転軸からの距離が異なるため、内側のパドル７０によって攪拌、分散された現像剤が、回転軸４６ａ，４８ａから離れるように押し出された後、外側のパドル７２によって攪拌、分散され、再び内側のパドル７０に押し戻される。このような循環を現像槽５０内で繰り返すことにより、現像装置４０では、現像槽５０内において、現像剤を十分に攪拌・分散させることが可能となる。

また、供給スクリュー４６及び攪拌スクリュー４８には、その全域に亘って、パドル７０及びパドル７２が複数設けられている。つまり、パドル７０，７２はそれぞれ、スクリュー４６，４８の２ピッチ以上の領域に設けられている。これにより、現像剤を十分に攪拌することが可能となる。

さらに、現像装置４０の循環槽５４におけるｘ軸方向の略中央には、循環槽５４内のトナー濃度を検出する濃度センサ８０が設けられている。ここで、供給スクリュー４６及び攪拌スクリュー４８の全域に亘って、パドル７０及びパドル７２が複数設けられているため、当然、循環槽５４における補給口６６から濃度センサ８０までの区間にも、パドル７０，７２が設けられている。これにより、補給口６６から補給された現像剤が、濃度センサ８０に至るまでに攪拌・分散されることとなる。その結果、現像装置４０では、補給口６６から濃度センサ８０までの区間にパドル７０，７２が設けられていない場合と比較して、より正確なトナーの濃度検知が可能となる。

これに加え、パドル７０及びパドル７２は、スクリューの羽根４６ｂ，４８ｂが成す螺旋に沿って、２つのパドル７０の次には、２つのパドル７２が配置され、その次には、再び２つのパドル７０が配置されるといったように、２つおきに交互に規則的に配置されている。従って、例えば、一方のパドルが連続して長い区間設けられ、その後、他方のパドルが連続して長い区間設けられ場合と比較して、現像剤がより攪拌・分散される。

ところで、外側のパドル７２の回転軸側の端部Ｐ４とスクリューの回転軸４６ａ，４８ａとの間には隙間Ｃ７２が設けられている。これにより、現像槽５０内をスクリュー４６，４８によって搬送される現像剤の流れを完全に遮断することなく、現像剤を攪拌・分散させることができる。

（第１変形例図７参照）
第１変形例である現像装置１Ａと一実施例である現像装置１との相違点は、外側のパドル７２の配置である。以下で、具体的に説明する。

第１変形例である現像装置１Ａのパドル７２をｘ軸方向から見ると、パドル７２の主面Ｓ７２は、図７に示すように、スクリューの回転軸４６ａ，４８ａからパドル７２に向かう直線Ｌ２に対して、スクリューの回転方向Ｒに傾いている。従って、パドル７０の主面Ｓ７０と直線Ｌ１とが成す角の角度と、パドル７２の主面Ｓ７２と直線Ｌ２とが成す角の角度とは異なる。

このように構成された現像装置１Ａでは、パドル７２が回転方向に傾いているために、攪拌・分散される現像剤をパドル７２によってスクリューの回転軸４６ａ，４８ａ側に押し戻す作用、つまり、内側のパドル７０に向かって現像剤を押す作用が、現像装置１よりも大きい。これにより、現像装置１Ａでは、現像装置１と比較して、より現像剤を攪拌・分散させることができる。

（第２変形例図８参照）
第２変形例である現像装置１Ｂと一実施例である現像装置１との相違点は、内側のパドル７０の配置である。以下で、具体的に説明する。

第２変形例である現像装置１Ｂでは、図８に示すように、パドル７０の回転軸側の端部Ｐ１とスクリューの回転軸４６ａ，４８ａとの間に、隙間Ｃ７０が設けられている。これにより、現像装置１Ｂでは現像槽５０内を搬送される現像剤が、隙間Ｃ１を通り抜けることができるため、パドル７０の端部Ｐ１と回転軸４６ａ，４８の外周面との間に、現像剤が溜まってしまうことを抑制することができる。なお、隙間Ｃ７０は、隙間Ｃ７２よりも小さい。

（他の実施例）
本発明に係る現像装置は前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。例えば、図９に示すように、パドル７０及びパドル７２が、スクリューの羽根４６ｂ，４８ｂが成す螺旋に沿って、１つずつ交互に配置されていてもよい。

また、パドル７０，７２のｘ軸方向の長さは、スクリューの螺旋状の羽根４６ｂ，４８ｂの１ピッチ分の長さに限らず、例えば、図１０に示すように、１ピッチの半分以下の長さでもよい。さらに、現像剤の攪拌・分散状況を考慮して、例えば、パドル７２による攪拌・分散性能をパドル７０よりも大きくしたい場合には、図１１に示すように、パドル７２のｘ軸方向の長さをパドル７０のｘ軸方向の長さより長くしてもよい。そして、各実施例を組み合わせてもよい。

以上のように、本発明は、現像装置に有用であり、特に、現像槽内において、現像剤を十分に攪拌・分散させることができる点で優れている。

Ｃ７０，Ｃ７２隙間（第１の隙間、第２の隙間）
ｄ１，ｄ２距離
Ｌ１，Ｌ２直線（第１の直線、第２の直線）
Ｐ２，Ｐ３，Ｐ５端部（回転軸と反対側の端部）
Ｒ回転方向
Ｓ７０、Ｓ７２主面（第１のパドルの主面、第２のパドルの主面）
１１感光体ドラム（像担持体）
４０現像装置
５０現像槽
４６供給スクリュー（スクリュー）
４８攪拌スクリュー（スクリュー）
４６ａ，４８ａ回転軸
４６ｂ，４８ｂ螺旋状の羽根
５５開口部（供給口）
６６補給口
７０，７２パドル（第１のパドル、第２のパドル）
８０濃度センサ

Claims

像担持体にトナー画像を現像する現像装置であって、
前記像担持体に供給されるトナーを含む現像剤を収容する現像槽と、
所定方向に伸びる回転軸及び該回転軸に沿って設けられた螺旋状の羽根から構成され、前記現像槽内において前記現像剤を該所定方向へ搬送するスクリューと、
前記螺旋状の羽根から前記所定方向に伸びる板状の部材である第１のパドルと、
前記螺旋状の羽根から前記所定方向に伸びる板状の部材である第２のパドルと、
を備え、
前記所定方向と直交する直交方向において、前記第１のパドルにおける前記回転軸と反対側の端部及び該回転軸の距離は、前記第２のパドルにおける該回転軸と反対側の端部及び該回転軸の距離と異なり、
前記第１のパドルと前記回転軸との間、及び前記第２のパドルと前記回転軸との間には隙間が設けられ、
前記第１のパドルの前記回転軸側の端部と該回転軸との距離は、前記第２のパドルの前記回転軸側の端部と該回転軸との距離よりも小さいこと、
を特徴とする現像装置。
前記第１のパドルは、前記第２のパドルに対して前記回転軸側に位置していること、
を特徴とする請求項１に記載の現像装置。
前記回転軸から前記第１のパドルに伸びる第１の直線と該第１のパドルの主面とが成す角度は、該回転軸から前記第２のパドルに伸びる第２の直線と該第２のパドルの主面とが成す角度とは異なること、
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
前記第２のパドルの主面は、前記所定方向から見たとき、前記第２の直線に対して、前記スクリューの回転方向に傾いていること、
を特徴とする請求項３に記載の現像装置。
前記第１のパドルと前記回転軸との間には第１の隙間が設けられていること、
を特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の現像装置。
前記第２のパドルと前記回転軸との間には第２の隙間が設けられていること、
を特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の現像装置。
前記直交方向において、前記第２のパドルにおける前記回転軸と反対側の端部は、前記螺旋状の羽根における前記回転軸と反対側の端部よりも該回転軸側にあること、
を特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の現像装置。
前記第１のパドルと前記第２のパドルとは、前記螺旋状の羽根が成す螺旋に沿って規則的に配置されていること、
を特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の現像装置。
前記第１のパドルは、少なくとも前記スクリューの２ピッチ以上の領域に設けられていること、
を特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の現像装置。
前記第２のパドルは、少なくとも前記スクリューの２ピッチ以上の領域に設けられていること、
を特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の現像装置。
前記現像槽には、現像剤を補給するための補給口及び前記像担持体に現像剤を供給するための供給口が設けられ、
前記第１のパドル及び前記第２のパドルは、前記補給口の下流側、かつ、前記供給口の上流側に設けられていること、
を特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の現像装置。
前記現像槽内のトナーの濃度を検知する濃度センサをさらに備え、
前記第１のパドル及び前記第２のパドルは、前記補給口の下流側、かつ、前記濃度センサの上流側に設けられていること、
を特徴とする請求項１１に記載の現像装置。