JP4079324B2 - 画像形成装置における現像装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置における現像装置に関し、特に、トナーコンテナから現像装置へ連続的にトナーを落下できるようにした現像装置において、現像装置内にトナー量が過剰となるのを防止しつつトナーを充分撹拌して帯電不良になるのを防げるようにした画像形成装置における現像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を用いた画像形成装置では、感光体上に形成された潜像を現像する現像ローラに帯電させたトナーを供給するため、現像剤の撹拌、搬送部材を用いている。そして、感光体上の潜像を現像することによって消費されたトナーを補う方法としては、例えば２成分現像剤を用いた画像形成装置における現像装置についての発明である特許文献１及び２に示されているように、トナー濃度を検知するセンサを設け、トナー濃度が低下したときにトナーコンテナからトナーを供給するようにしたものがある。しかしながら、この特許文献１及び２に記載された装置は、トナー濃度の検出センサと、トナー濃度が低下したときにトナーを供給するための駆動源や制御回路を含んだ装置とが必要であり、複雑、高価とならざるを得ない。
【０００３】
そのため同じく、２成分現像剤を用いた画像形成装置における現像装置についての発明である特許文献３及び４には、トナーを供給するトナーカートリッジを往復運動させる機構を設けてトナーカートリッジ内の一端に設けた排出口近辺にトナーを移動させ、トナーを現像装置内に自由落下させて供給するようにした装置が提案されている。しかしながら、この特許文献３及び４に記載された装置は、センサやトナー供給のための駆動源は必要ないが、トナーカートリッジを往復運動させる機構が必要であってこれまた高価にならざるを得ず、さらに往復運動機構によって画像形成装置そのものに振動が伝わり、他の機構に影響を与えて画像劣化を生じる可能性がある。
【０００４】
そのため本件出願人は、特許文献５などにおいて、現像装置の一端に設けたトナー受け入れ口からトナーを撹拌、搬送部材上に自由落下させ、特別な駆動源や制御回路、及び往復運動機構などを用いずにトナーが補給できるようにした現像装置を提案した。また、このように特別な駆動源や制御回路を用いずにトナーを撹拌、搬送部材上に自由落下させる現像装置においては、現像装置側におけるトナーの撹拌、搬送部材によるトナーの搬送量を一律とした場合、トナーがトナー受け入れ口から供給されてもすぐに搬送されて空きができ、さらにトナーが補給されて供給過剰となってトナー詰まりが生じると共にトナーの循環が阻害され、現像ローラ上のトナーがチャージアップを起こしたり、かぶりや濃度低下を引き起こす事があり、またこの状態が続くことで現像ローラ近傍のトナーの圧力が上昇してしまい、現像ローラのスリーブ表面にトナーが固着してピッチ状の紋などの異常画像が発生することがあるため、現像装置内のトナーが落下する位置の下流側における撹拌、搬送部材の搬送能力を局部的に低減せしめ、トナーの詰まりを防ぐようにすることも提案されている。なお、こういったトナーの供給過剰に対処するためにはトナー補給口の形状を予め小さくすることも考えられるが、現像装置内のトナー量全体が小量となり、トナーの消費量と供給量のバランスが崩れて印字できなくなることがあり、好ましくない。
【０００５】
また特許文献６には、トナー濃度センサを用いた現像装置ではあるが、螺旋状の撹拌スクリューによってトナーを撹拌、帯電させる現像装置に於いては、トナー補給口からすぐにトナー濃度センサにトナーが運ばれると撹拌性能が不足し、トナー濃度にバラツキが生じるため、螺旋状の撹拌スクリューを有する軸にトナーホッパー側から離れるに従って高さが低くなってトナー濃度センサの部位で最も低くなり、その後徐々に高くなる板状の現像剤撹拌手段を立設し、補給されたトナーの攪拌性能を大から小に、搬送性能を小から大になるようにし、補給されたトナーが現像剤と良好に撹拌されて搬送されていくようにした現像装置が示されている。
【０００６】
また特許文献７には、２成分現像剤を螺旋状の撹拌スクリューによって撹拌、帯電させる現像装置に於いては、トナーやキャリアの小径化に伴って流動性の悪化や均一な混合が困難になってきたため、現像剤の補給部の下流側に、螺旋状撹拌スクリュー軸に半径方向に突設した整流板を設け、現像剤の軸方向への搬送能力を他の部分より低下させた第１の滞留部と、更に所定距離を置いた下流側に、同様な整流板を突設して現像剤の軸方向への搬送能力を第１の滞留部より大きくした第２の滞留部を設け、確実に撹拌がおこなえるようにした現像装置が示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１１２２２０公報
【特許文献２】
特開２０００−１１２２２１公報
【特許文献３】
特開２００２−７２６４５公報
【特許文献４】
特開２００２−９９１３６公報
【特許文献５】
特開２００１−２３５９３３公報
【特許文献６】
特開平１０−１２３８１１号公報
【特許文献７】
特開２００１−１８３８９９公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献５で提案した現像装置においては、例えば画像形成装置が扱う記録媒体の最大サイズがＡ４程度の場合、撹拌、搬送部材の外縁部と現像装置の内壁との間隔を１ｍｍ程度とすることで、撹拌、搬送部材の搬送能力を局部的に低減せしめた部分に澱みを発生させ、補給口から落下するトナー量を制御できた。しかしながら、Ａ３などの大型の記録媒体を扱う画像形成装置の場合、撹拌、搬送部材が長いため、攪拌、搬送部材の回転ムラを考慮して攪拌、搬送部材と現像装置内壁との間隔を１ｍｍから２ｍｍに広げる必要が生じ、そのため、この広がった分、前記した撹拌、搬送部材の搬送能力を局部的に低減せしめた部分のみでは充分なトナーの溜まりが得られず、トナーカートリッジからのトナーの自由落下を充分に防ぐことができなくなった。また、このように撹拌、搬送部材の外縁部と現像装置の内壁との間隔を大きくすると、この内壁と撹拌、搬送部材との間に供給したトナーが詰まって固まってしまい、落ちなくって充分な撹拌ができなくなり、帯電不良や画像ムラなどの不具合が生じることもあった。この現象は、２成分現像剤では比較的流動性が良いからあまり問題とならないが、１成分現像剤を用いた現像装置に於いては顕著に現れる場合があった。
【０００９】
また特許文献６に記載された装置は、トナー濃度センサを用いた現像装置であるため前記したように高価であり、さらに特許文献６、７に記載された装置は螺旋状の撹拌スクリューを有する軸に立設した板状の現像剤撹拌手段を有しているが、これはトナー濃度センサに達するまでの間に供給されたトナーを撹拌するためのものであり、さらにこのような部材を長い区間にわたって設けると、１成分現像剤を用いた現像装置に於いては、現像槽の外壁に沿ったトナーがほとんど移動しないため前記したようにトナーが固化して落ちなくなり、撹拌、搬送部材への供給が阻害され、トナー量の不足が生じたり充分撹拌できなくなって帯電不良が起こり、画像ムラなどの不具合が生じることもあった。
【００１０】
そのため本発明においては、トナー濃度センサやトナーを供給するための駆動源や制御回路、といった高価な部材を用いずにトナーコンテナから現像装置へ連続的にトナーを自由落下できるようにした現像装置において、現像装置内にトナー量が過剰となるのを防止しつつトナーを確実に撹拌できるようにし、トナーが帯電不良になるのを防げるようにした画像形成装置における現像装置を、簡単、安価な構成で提供することが課題である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そのため本発明においては、感光体上に形成された潜像を現像する現像ローラに、現像剤が収納された現像槽の供給口から供給された現像剤を撹拌しながら供給する攪拌部材を有し、
前記攪拌部材は、回転軸の回転に対応する現像剤搬送方向に沿って螺旋状壁を巻回して形成するとともに、現像剤供給口の現像剤搬送方向下流側に、他の螺旋状壁より外径を局部的に小さくして局部的に搬送能力を低減させた第１の部位を設けた画像形成装置における現像装置において、
前記螺旋状攪拌部材は、前記第１の部位に続く現像剤搬送方向下流側に位置する前記螺旋状壁の外周部に局部的にリブを掛け渡して、その部位において攪拌能力を増加させると共に搬送能力を低減させた第２の部位を設けたことを特徴とする。
【００１２】
このように、現像剤供給口より現像剤搬送方向下流側に、他の螺旋状壁より外径を局部的に小さくして局部的に搬送能力を低減させた第１の部位を設け、さらに前記第１の部位に続く現像剤搬送方向下流側に位置する前記螺旋状壁の外周部に局部的にリブを掛け渡して、その部位において攪拌能力を増加させると共に搬送能力を低減させた第２の部位を設けることで、現像装置内にトナー量が過剰となるのを防止しつつ、Ａ３などの大型の記録媒体を扱うために螺旋状壁の外縁部と現像装置の内壁との間隔を大きくしても、螺旋状攪拌部材の外周部に掛け渡したリブによってこの内壁と螺旋状壁との間のトナーを撹拌でき、トナー量の不足が生じたり充分撹拌できなくなるということを防いで帯電不良や画像ムラなどの不具合を防止し、常に良好な画像を形成できる画像形成装置における現像装置を、簡単、安価な構成で提供することができる。
【００１３】
また、前記第２の部位の現像剤搬送方向下流側に、リブを有さない螺旋状壁部を挟んで、前記螺旋状壁の外周部に局部的にリブを掛け渡した第３の部位を設けることにより、現像装置内のトナー量をさらに制御できると共に、充分なトナー撹拌を行って帯電不良や画像ムラなどの不具合を防止し、常に良好な画像を形成できる画像形成装置における現像装置を、簡単、安価な構成で提供することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００１５】
図１、図２は、本発明に係る画像形成装置における現像装置を構成する螺旋状攪拌部材の実施の形態を示した概略斜視図、図３は本発明に係る画像形成装置における現像装置の断面図、図４は本発明に係る画像形成装置における現像装置を構成する螺旋状攪拌部材の断面図、図５は本発明に係る画像形成装置本体の平面図である。
【００１６】
図中同一構成要素には同一番号を付してあり、１は本発明に係る画像形成装置における現像装置を構成する螺旋状攪拌部材、２はこの螺旋状攪拌部材１を構成する螺旋状壁部３は螺旋状攪拌部材１におけるトナーの搬送能力を局部的に低減せしめるため、他の部分における螺旋状壁部２の外径より小さな外径とした螺旋状攪拌部材４、５は螺旋状攪拌部材６、７の外周部に設けたリブ、８は螺旋状攪拌部材の軸、１０は本発明に係る画像形成装置における現像装置、１１は第２の螺旋状攪拌部材、１２は現像ローラ、１３はトナーの供給口、１４は現像室１５に軸方向長さより短く形成されて両端が空くように立設し、螺旋状攪拌部材１と１１を分離する直立壁、４０、４１、４２、４３は供給されたトナーの搬送方向である。
【００１７】
本発明に係る画像形成装置における現像装置は、図３に螺旋状攪拌部材の軸方向に直角な方向の断面図を、図４に螺旋状攪拌部材の軸方向の断面図を、図５に現像装置本体の平面図をそれぞれ示したように、現像装置１０の本体内に螺旋状攪拌部材１、１１、そして現像ローラ１２を有し、トナー供給口１３（図３）から供給されたトナーを、図５に矢印４０、４１、４２、４３で示したように搬送して撹拌しながら循環し、現像ローラ１２に供給するように構成してある。
【００１８】
このうち螺旋状攪拌部材１は、図１、図２、図４に詳細に示したように、トナー供給口１３直下から下流側に設けた螺旋状壁部３が他の螺旋状壁部２の外径より小さく作られており、それに続く螺旋状壁部６には４で示したように外周部にリブが掛け渡され、更にこの螺旋状攪拌部材６から間隔をあけた下流側の螺旋状壁部７には、螺旋状壁部６に掛け渡したものより短いリブ５が掛け渡されている。そのためトナー供給口１３から供給されたトナーは、まずトナー供給口１３直下から下流側に設けた外径が小径の螺旋状壁部３によって搬送能力が小さくなっているからこの部分に残り、現像装置内のトナー量が過剰となるのが防止される。
【００１９】
そして、それに続く螺旋状壁部６にはリブ４が設けられているから、螺旋状壁部６の回転によって外周方向に押し出されたトナーはリブ４によって回転方向の力が与えられて軸８の方に戻され、Ａ３などの大型の記録媒体を扱うために螺旋状攪拌部材の外縁部と現像装置の内壁との間隔を大きくしても、この内壁と螺旋状攪拌部材との間で供給したトナーが詰まって固まるということが防止でき、充分撹拌されると共に搬送方向４０への搬送速度が遅くなる。しかしこの螺旋状壁部６による搬送速度は、上流側の螺旋状壁部３によるトナーの搬送速度より早いから、この部分におけるトナー量は少なくなる。そして、それに続く螺旋状壁部２は通常の速度でトナーを送るが、それに続く螺旋状壁部７には前記螺旋状攪拌部材６と同様リブ５が設けられているから、この螺旋状壁部７の部分でも前記したようにトナーの搬送速度が遅くなると共に充分な撹拌がおこなわれ、またこのリブの存在によって、軸方向長さより短く形成されて両端が空くように立設された直立壁１４の開いたところからトナーを第２の螺旋状攪拌部材１１側に移動させる。
【００２０】
従って供給口１３から供給されたトナーは、小径の螺旋状壁部３の部分で送り速度が遅く、その後に設けられた螺旋状壁部６の部分でそれよりは早くなると共にリブ４で充分撹拌され、それに続く螺旋状壁部２では更に早くなってそれに続く螺旋状壁部７では、リブ５の存在によって充分撹拌されると共に螺旋状壁部６の部分よりは早いが直前の螺旋状壁部２よりは遅く、という具合にそれぞれの部位で送り速度が変化して第２の螺旋状攪拌部材１１側に送られる。それによって、螺旋状壁部３の部分ではトナーが供給過剰になるのが押さえられ、リブ４、５の存在によって充分撹拌されながら、それ以後の部位では全体的に図５における矢印４１から第２の螺旋状攪拌部材１１側に送られるトナー量が減少させられる。
【００２１】
従って、現像装置の内壁と螺旋状攪拌部材の外縁部との間に供給したトナーが詰まって固まってしまい、落ちなくって螺旋状攪拌部材への供給が阻害され、トナー量の不足が生じたり充分撹拌できなくなって帯電不良が起こり、画像ムラなどの不具合が生じるといったことが防止され、現像ローラ１２の有る側の現像室１５へは、螺旋状壁部６、螺旋状壁部７の部分に設けられたリブ４、５の存在により、撹拌が充分行われた必要な量のトナーのみが供給される。
【００２２】
このように構成した本発明に係る画像形成装置における現像装置に於いて、現像装置１０内の最大トナー容量が２５０ｇに対し、以上説明してきた螺旋状攪拌部材１を用いたところ、現像装置１０内のトナー量を常時１８０〜２００ｇ程度に制御できた。また、黒色トナーに例えば黄色などのトナーを混ぜ、現像ローラ１２上に黄色トナーが見えるようになるまでの時間を測定したところ、以上説明してきた螺旋状攪拌部材１を用いた場合と用いなかった場合とでは、用いた場合の方が用いなかった場合に比べて１分ほど遅かった。すなわち、以上説明してきた螺旋状攪拌部材１を用いた場合はそれだけ撹拌がよく行われたことになる。
【００２３】
【発明の効果】
以上記載の如く本発明によれば、現像剤供給口下流に局部的に搬送能力を低減させた部位を設け、さらに下流に、螺旋状攪拌部材の外周部にリブを掛け渡して攪拌能力を増加させながら局部的に搬送能力を低減させた第２の部位を設けることで、現像装置内にトナー量が過剰となるのを防止しつつ、Ａ３などの大型の記録媒体を扱うために螺旋状攪拌部材の外縁部と現像装置の内壁との間隔を大きくしても、螺旋状攪拌部材の外周部に掛け渡したリブによってこの内壁と螺旋状攪拌部材との間のトナーを撹拌でき、トナー量の不足が生じたり充分撹拌できなくなるということを防いで帯電不良や画像ムラなどの不具合を防止し、常に良好な画像を形成できる画像形成装置における現像装置を、簡単、安価な構成で提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る画像形成装置における現像装置を構成する螺旋状攪拌部材の実施の形態を示した概略斜視図である。
【図２】 本発明に係る画像形成装置における現像装置を構成する螺旋状攪拌部材の実施の形態を示した概略斜視図である。
【図３】 本発明に係る画像形成装置における現像装置の断面図である。
【図４】 本発明に係る画像形成装置における現像装置を構成する螺旋状攪拌部材の断面図である。
【図５】 本発明に係る画像形成装置における現像装置本体の平面図である。
【符号の説明】
１ 螺旋状攪拌部材
２、６、７ 螺旋状壁部
３ 他螺旋状壁部の外径より小さな外径とした螺旋状壁部
４、５ リブ
８ 回転軸
１０ 現像装置
１３ トナーの供給口
４０ トナーの搬送方向

Claims (2)

1. 感光体上に形成された潜像を現像する現像ローラに、現像剤が収納された現像槽の供給口から供給された現像剤を撹拌しながら供給する攪拌部材を有し、
   前記攪拌部材は、回転軸の回転に対応する現像剤搬送方向に沿って螺旋状壁を巻回して形成するとともに、現像剤供給口の現像剤搬送方向下流側に、他の螺旋状壁より外径を局部的に小さくして局部的に搬送能力を低減させた第１の部位を設けた画像形成装置における現像装置において、
   前記螺旋状攪拌部材は、前記第１の部位に続く現像剤搬送方向下流側に位置する前記螺旋状壁の外周部に局部的にリブを掛け渡して、その部位において攪拌能力を増加させると共に搬送能力を低減させた第２の部位を設けたことを特徴とする画像形成装置における現像装置。
2. 前記第２の部位の現像剤搬送方向下流側に、リブを有さない螺旋状壁部を挟んで、前記螺旋状壁の外周部に局部的にリブを掛け渡した第３の部位を設けたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置における現像装置。

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