JP5562300B2 - Developing device and image forming apparatus including the same - Google Patents
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Description
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等に用いる現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に、トナーとキャリアとからなる2成分現像剤の補給を行うとともに余剰現像剤を排出する現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a developing device used for a copying machine, a printer, a facsimile, a composite machine thereof, and an image forming apparatus including the developing device, and more particularly to replenishing a two-component developer composed of toner and a carrier and surplus developer. The present invention relates to a developing device that discharges toner and an image forming apparatus including the developing device.
画像形成装置は、感光体等からなる像担持体上に形成した潜像を、現像装置により現像しトナー像として可視化することを行っている。現像装置の一つとして、2成分現像剤を用いる2成分現像方式が採用されている。この種の現像装置は現像容器内にトナーとキャリアとからなる現像剤を収容し、像担持体に現像剤を供給する現像ローラーが配設されるとともに、現像容器内の現像剤を撹拌、搬送しながら現像ローラーへと供給する撹拌部材が配設されている。 The image forming apparatus develops a latent image formed on an image carrier made of a photosensitive member or the like by a developing device and visualizes it as a toner image. As one of the developing devices, a two-component developing method using a two-component developer is employed. This type of developing device contains a developer composed of toner and a carrier in a developing container, a developing roller for supplying the developer to the image carrier is disposed, and the developer in the developing container is agitated and conveyed. A stirring member for supplying the developing roller is provided.
この現像装置では、現像動作によってトナーは消費されていく一方、キャリアは消費されずに現像容器内に残る。従って、現像容器内でトナーとともに撹拌されるキャリアは撹拌頻度が多くなるにつれて劣化し、その結果トナーに対するキャリアの帯電付与性能が徐々に低下してしまう。 In this developing device, the toner is consumed by the developing operation, while the carrier is not consumed and remains in the developing container. Accordingly, the carrier stirred together with the toner in the developing container deteriorates as the stirring frequency increases, and as a result, the charge imparting performance of the carrier to the toner gradually decreases.
そこで、現像容器内にキャリアを含む現像剤を補給するとともに、余剰となった現像剤を排出することで、帯電性能の低下を抑制するようにした現像装置が提案されている。 In view of this, there has been proposed a developing device in which a developer containing a carrier is replenished in a developing container and a surplus developer is discharged to suppress a decrease in charging performance.
例えば、特許文献1の現像装置では、現像容器内で現像剤を撹拌、搬送する撹拌部材が設けられ、また、搬送方向の下流側に現像剤排出口が設けられ、さらに、撹拌部材と現像剤排出口との間には、撹拌部材の螺旋羽根とは逆向きで螺旋状に形成される規制部材が設けられている。この構成において、現像剤が現像容器内に補給されると、撹拌部材の回転により現像剤が撹拌されながら搬送方向の下流側まで搬送される。規制部材が撹拌部材と同方向に回転すると、撹拌部材による現像剤搬送方向に対して逆方向の搬送力が現像剤に付与される。この逆方向の搬送力によって、搬送方向下流側では現像剤が塞き止められて嵩高となることから、余剰の現像剤が規制部材を乗り越えて現像剤排出口に移動し現像容器から排出される。
For example, in the developing device of
上述した特許文献1の現像装置では、撹拌部材が一定の速度で回転しているとき、現像剤排出口から常に一定量の現像剤が排出され、現像容器内の現像剤量は安定しているが、撹拌部材の回転速度が替わると、その回転速度に応じて現像剤排出口から排出される現像剤量が変動する。例えば、画像形成装置は、印刷する用紙のサイズ、厚み等用紙の種類などによって、画像形成速度が切り替えられる。厚紙等では普通紙の印刷に比べて画像形成速度が遅くなり、これにともなって撹拌部材は通常の回転速度に比べて遅くなる。撹拌部材の回転速度が通常の回転速度に比べて遅くなると、排出現像剤量は通常の回転速度における排出現像剤量に比べて増加することになる。このように撹拌部材の回転速度が切り替わると、現像容器内の現像剤量が安定しないという問題があった。
In the developing device of
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、現像容器内に新たな現像剤を補給するとともに余剰現像剤を排出する現像装置において、撹拌部材の回転速度が切り替わっても現像容器内の現像剤量を安定させる現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. In a developing device that replenishes a developer with a new developer and discharges excess developer, the rotation speed of a stirring member is switched. Another object of the present invention is to provide a developing device that stabilizes the amount of developer in the developing container and an image forming apparatus including the developing device.
上記目的を達成するために第1の発明は、磁性キャリアとトナーとを含む現像剤を現像剤補給口から現像容器内に補給し該現像容器内に収容される余剰の現像剤を現像剤排出口から排出する現像装置であって、回転軸の周りに軸方向に沿って延びる螺旋羽根を有し、前記現像容器内で現像剤を撹拌、搬送する撹拌部材と、前記現像剤排出口への現像剤の移動量を規制するために前記現像剤排出口に対向し前記螺旋羽根に対して逆位相にて前記回転軸に設けられる規制部材と、前記現像剤排出口が設けられる前記現像容器の側面部と前記規制部材との間に形成される所定の空間に前記現像容器内の底部から前記現像剤排出口の下端部に向かって突出するとともに前記側面部から前記規制部材に向かって前記回転軸方向に延びて形成される突出部と、を備えることを特徴としている。 In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, a developer containing a magnetic carrier and toner is replenished into a developer container from a developer replenishment port, and an excess developer accommodated in the developer container is removed from the developer. A developing device that discharges from an outlet, having a spiral blade extending in the axial direction around a rotation axis, a stirring member that stirs and conveys developer in the developer container, and a developer discharging port In order to regulate the amount of developer movement, a regulating member provided on the rotating shaft opposite to the developer discharge port and in an opposite phase to the spiral blade, and a developer container provided with the developer discharge port In a predetermined space formed between the side surface and the restriction member, the rotation protrudes from the bottom of the developer container toward the lower end of the developer discharge port and the rotation from the side surface toward the restriction member. Projection formed by extending in the axial direction It is characterized in that it comprises.
また、第2の発明では、上記の現像装置において、前記突出部は、前記回転軸方向に対して直角方向に延びる幅を有し、前記突出部の幅は前記回転軸の外周径より長く構成されることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the developing device, the protrusion has a width extending in a direction perpendicular to the rotation axis direction, and the width of the protrusion is longer than the outer diameter of the rotation shaft. It is characterized by being.
また、第3の発明では、上記の現像装置において、前記突出部の前記回転軸方向における長さは、前記空間の前記回転軸方向における距離に対して1/2以上の長さを有することを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the above developing device, the length of the protrusion in the direction of the rotation axis is greater than or equal to ½ of the distance of the space in the direction of the rotation axis. It is a feature.
また、第4の発明では、上記の現像装置において、前記突出部は、前記側面部から前記規制部材の近傍まで延びることを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the developing device, the protrusion extends from the side surface to the vicinity of the regulating member.
また、第5の発明では、上記の現像装置において、前記突出部は、前記底部から前記現像剤排出口の下端部の近傍まで突出することを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, in the above developing device, the protruding portion protrudes from the bottom portion to the vicinity of the lower end portion of the developer discharge port.
また、第6の発明では、上記の構成の現像装置を備えた画像形成装置である。 According to a sixth aspect of the invention, there is provided an image forming apparatus including the developing device having the above-described configuration.
通常、撹拌部材が所定の速度で回転しているとき、規制部材によって規制された量の現像剤が現像剤排出口から排出されるとともに、規制部材と現像容器の側面部との所定の空間に現像剤が残存する。そして、撹拌部材の回転速度が所定の回転速度に対して遅くなるように切り替えられると、該空間の下方に残存する現像剤が規制部材によって下方から上方に持ち上がられやすくなり、所定の回転速度における現像剤より多量の現像剤が上方に持ち上げられる。この結果、撹拌部材が所定の速度で回転する場合より、現像剤排出口から排出される現像剤量が増加し、排出される現像剤量が変動する。そこで、第1の発明によれば、現像容器内の該空間の底部に突出部を配設することで、該空間の下方に現像剤が残存することを抑え、撹拌部材の回転速度が切り替わったときに、排出される現像剤量が変動することを防ぎ、現像容器内の現像剤量を安定させている。 Usually, when the agitating member rotates at a predetermined speed, an amount of the developer regulated by the regulating member is discharged from the developer discharge port, and also in a predetermined space between the regulating member and the side surface portion of the developing container. Developer remains. When the rotation speed of the agitating member is switched so as to be slower than the predetermined rotation speed, the developer remaining below the space is easily lifted upward from below by the restriction member, and at a predetermined rotation speed. A larger amount of developer is lifted upward than the developer. As a result, the amount of developer discharged from the developer discharge port increases and the amount of discharged developer fluctuates as compared with the case where the stirring member rotates at a predetermined speed. Therefore, according to the first aspect of the present invention, the protrusion is disposed at the bottom of the space in the developing container to suppress the developer from remaining below the space, and the rotation speed of the stirring member is switched. Sometimes, the discharged developer amount is prevented from fluctuating, and the developer amount in the developing container is stabilized.
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these embodiments. Further, the use of the invention and the terms shown here are not limited thereto.
図1は、本発明の実施形態に係る現像装置を備えた画像形成装置の構成を示す図である。画像形成装置1はタンデム型のカラープリンターであり、回転自在である感光体11a〜11dは、感光層を形成する感光材料として、有機感光体(OPC感光体)が用いられ、ブラック、イエロー、シアン、及びマゼンタの各色に対応させて配設される。各感光体11a〜11dの周囲に、現像装置2a〜2d、露光ユニット12、帯電器13a〜13d及びクリーニング装置14a〜14dが配設される。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus including a developing device according to an embodiment of the present invention. The
現像装置2a〜2dは、感光体11a〜11dの右方に夫々対向して配置され、感光体11a〜11dにトナーを供給する。帯電器13a〜13dは、感光体回転方向に対し現像装置2a〜2dの上流側であって感光体11a〜11dの表面に対向して配置され、感光体11a〜11dの表面を一様に帯電させる。
The developing devices 2a to 2d are arranged to face the right sides of the
露光ユニット12は、パーソナルコンピューター等から画像入力部(図略)に入力された文字や絵柄などの画像データに基づいて、各感光体11a〜11dを走査露光するためのものであり、現像装置2a〜2dの下方に設けられる。露光ユニット12には、レーザー光源、ポリゴンミラーが設けられ、各感光体11a〜11dに対応して反射ミラー及びレンズが設けられる。レーザー光源から出射されたレーザー光が、ポリゴンミラー、反射ミラー及びレンズを介して、帯電器13a〜13dの感光体回転方向下流側から、各感光体11a〜11dの表面に照射される。照射されたレーザー光により、各感光体11a〜11dの表面には静電潜像が形成され、この静電潜像が各現像装置2a〜2dによりトナー像に現像される。
The
無端状の中間転写ベルト17は、テンションローラー6、駆動ローラー25及び従動ローラー27に張架されている。駆動ローラー25は図示しないモーターによって回転駆動され、中間転写ベルト17は駆動ローラー25の回転によって循環駆動させられる。
The endless intermediate transfer belt 17 is stretched around the
この中間転写ベルト17に接触するように各感光体11a〜11dが中間転写ベルト17の下方で回転方向(図1の矢印方向)に沿って隣り合うように配列されている。1次転写ローラー26a〜26dは、中間転写ベルト17を介して感光体11a〜11dと対向し、中間転写ベルト17に圧接して1次転写部を形成する。この1次転写部において、中間転写ベルト17の回転とともに所定のタイミングで各感光体11a〜11dのトナー像が中間転写ベルト17に順次転写される。これにより、中間転写ベルト17表面にはマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの4色のトナー像が重ね合わされたトナー像が形成される。
The
2次転写ローラー34は、中間転写ベルト17を介して駆動ローラー25と対向し、中間転写ベルト17に圧接して2次転写部を形成する。この2次転写部において、中間転写ベルト17表面のトナー像が用紙Pに転写される。転写後に、ベルトクリーニング装置31が中間転写ベルト17に残存するトナーを清掃する。
The
画像形成装置1内の下方には、用紙Pを収納する給紙カセット32が配設され、給紙カセット32の右方には、手差しの用紙を供給するスタックトレイ35が配設される。給紙カセット32の左方には、給紙カセット32から繰り出された用紙Pを中間転写ベルト17の2次転写部に搬送する第1用紙搬送路33が配設される。また、スタックトレイ35の左方には、スタックトレイ35から繰り出された用紙を2次転写部に搬送する第2用紙搬送路36が配設される。更に、画像形成装置1の左上方には、トナー像が形成された用紙Pに対して定着処理を行う定着部18と、定着処理の行われた用紙を用紙排出部37に搬送する第3用紙搬送路39とが配設される。
A
給紙カセット32は、装置の外部(図1の紙面表側)に引き出すことにより用紙の補充を可能にしたもので、収納されている用紙Pがピックアップローラー33b及び捌きローラー33aにより1枚ずつ第1用紙搬送路33側に繰り出される。
The
第1用紙搬送路33と第2用紙搬送路36とはレジストローラー対33cの手前で合流しており、レジストローラー対33cにより、中間転写ベルト17における画像形成動作と給紙動作とのタイミングを取って、用紙Pが2次転写部に搬送される。2次転写部に搬送された用紙Pは、バイアス電位が印加された2次転写ローラー34によって、中間転写ベルト17上のトナー像を2次転写され、定着部18に搬送される。
The first paper transport path 33 and the second
定着部18は、ヒーターにより加熱される定着ベルトと、定着ベルトに内接する定着ローラーと、定着ベルトを介して定着ローラーに圧接して配設された加圧ローラー等とを備え、未定着トナー像が転写された用紙Pを加熱及び加圧することにより定着処理を行う。用紙Pは、定着部18によってトナー像が定着された後、必要に応じて第4用紙搬送路40で反転されて用紙Pの裏面にも2次転写ローラー34によってトナー像が2次転写され、定着部18で定着される。トナー像が定着された用紙Pは第3用紙搬送路39を通って、排出ローラー対19aにより用紙排出部37に排出される。
The fixing
図2は、上述の画像形成装置1に用いられる現像装置の構成を示す断面図である。なお、以下の説明では、図1に示す感光体11aに対応する現像装置2aの構成及び動作について説明するが、現像装置2b〜2dの構成及び動作については現像装置2aと同様であり、説明を省略し、また各色の現像装置及び感光体を示すa〜dの符号を省略する。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a developing device used in the
現像装置2は、現像ローラー20と、磁気ローラー21と、規制ブレード24と、撹拌部材42、現像容器22等により構成されている。
The developing
現像容器22は、樹脂によって現像装置2の外郭を構成し、その下部で仕切り部22bによって第1搬送路22cと第2搬送路22dに仕切られている。第1搬送路22c及び第2搬送路22dには、磁性キャリアとトナーからなる現像剤が収容される。また、現像容器22は、撹拌部材42と磁気ローラー21及び現像ローラー20を回転可能に保持している。更に、現像容器22には、現像ローラー20を感光体11に向けて露出させる開口22aが形成されている。
The developing
現像ローラー20は、感光体11に対向し、一定の間隔を設けて感光体11の右方に配設される。また、現像ローラー20は、感光体11に接近した対向位置において、感光体11にトナーを供給する現像領域Dを形成している。磁気ローラー21は、一定の間隔を設けて現像ローラー20に対向し、現像ローラー20の右斜め下方に配設される。また、磁気ローラー21は、現像ローラー20に接近した対向位置において、現像ローラー20にトナーを供給する。規制ブレード24は磁気ローラー21の左斜め下方にて現像容器22に固定保持されている。撹拌部材42は磁気ローラー21の略下方に配設される。
The developing
撹拌部材42は、第1撹拌部材43と第2撹拌部材44との2本で構成される。第2撹拌部材44が磁気ローラー21の下方で、第2搬送路22d内に設けられ、第1撹拌部材43が第2撹拌部材44の右方に隣接して、第1搬送路22c内に設けられる。
The stirring
第1及び第2の撹拌部材43、44は現像剤を撹拌して現像剤中のトナーを所定のレベルに帯電させる。これによりトナーは磁性キャリアに保持される。また、第1搬送路22cと第2搬送路22dを仕切る仕切り部22bの長手方向(図2の紙面表裏方向)の両端部側には、連通部(図略)が設けられており、第1撹拌部材43が回転すると、帯電した現像剤は、仕切り部22bに設けた一方の連通部から第2搬送路22d内に搬送され、第1搬送路22c内と第2搬送路22d内とを循環する。そして、第2撹拌部材44から磁気ローラー21に現像剤が供給される。
The first and second stirring
磁気ローラー21は、ローラー軸21aと磁極部材M及び非磁性材からなる回転スリーブ21bを備え、第2撹拌部材44により供給された現像剤を担持し、担持した現像剤からトナーのみを現像ローラー20に供給するものである。磁極部材Mは、断面扇形に形成された外周部の極性の異なる複数の磁石からなり、ローラー軸21aに接着等により固着される。ローラー軸21aは、回転スリーブ21b内で、磁極部材Mと回転スリーブ21bの間に所定の間隔を設けて、現像容器22に回転不能に支持される。回転スリーブ21bは、図示しないモーターと歯車からなる駆動機構により矢印方向(時計回り方向)に回転し、また直流電圧56aに交流電圧56bを重畳したバイアス56を印加される。回転スリーブ21bの表面において、帯電した現像剤は磁極部材Mの磁力によって磁気ブラシを形成して担持され、磁気ブラシは規制ブレード24によって所定の高さに調節される。
The
回転スリーブ21bの回転にともなって、磁気ブラシは、回転スリーブ21bの表面に担持されて搬送され、現像ローラー20に設けた磁極部材20bにて磁気ブラシが立ち上がり現像ローラー20に接触すると、磁気ブラシのトナーのみが、回転スリーブ21bに印加されたバイアス56に応じて、現像ローラー20に供給される。
As the
現像ローラー20は、固定軸20aと、磁極部材20bと、非磁性の金属材料で円筒状に形成される現像スリーブ20c等を備えて構成されている。
The developing
固定軸20aは現像容器22に回転不能に支持される。この固定軸20aには、現像スリーブ20cが回転自在に保持され、さらに、磁石よりなる磁極部材20bが磁気ローラー21と対向する位置に現像スリーブ20cと所定の間隔を設けて、接着等により固着される。現像スリーブ20cは、図示しないモーターと歯車からなる駆動機構により、図2の矢印方向(時計回り方向)に回転させられる。また、現像スリーブ20cには、直流電圧57aに交流電圧57bを重畳した現像バイアス57が印加される。
The fixed
現像バイアス57が現像スリーブ20cに印加されると、現像バイアス電位と感光体11の露光部位の電位との電位差により、現像スリーブ20cの表面に担持されたトナーが現像領域Dにおいて感光体11に向けて飛翔する。飛翔したトナーは矢印A方向(反時計回り方向)に回転する感光体11上の露光部位に順次付着し、感光体11上の静電潜像が現像される。
When the developing bias 57 is applied to the developing
次に、図3を用いて撹拌部について詳しく説明する。図3は撹拌部を上側から見た平面断面図である。 Next, the stirring unit will be described in detail with reference to FIG. FIG. 3 is a plan cross-sectional view of the stirring unit as viewed from above.
現像容器22には、前述のように、第1搬送路22cと、第2搬送路22dと、仕切り部22bと、上流側連通部22e、及び下流側連通部22fが形成され、その他に、現像剤補給口22gと、現像剤排出口22hと、上流側壁部22i、及び下流側壁部22jが形成されている。
As described above, the developing
仕切り部22bは、現像容器22の長手方向に延びて第1搬送路22cと第2搬送路22dを並列させるように仕切っている。仕切り部22bの長手方向の両端部分には、上流側連通部22eと下流側連通部22fが設けられており、現像剤は、第1搬送路22cと、上流側連通部22eと、第2搬送路22d、及び下流側連通部22f内を循環することが可能である。
The
現像剤補給口22gは、現像容器22の上部に設けられた現像剤補給容器(図略)から新たなトナー及び磁性キャリアを現像容器22内に補給するための開口であり、第1搬送路22cの上流側(図3の左側、破線で示す)に配置される。
The
現像剤排出口22hは、現像剤補給口22gからの現像剤の補給によって、第1及び第2搬送路22c、22d内で余剰となった現像剤を排出するためのものであり、第2搬送路22dの下流側の側面部に設けられる開口である。
The
第1搬送路22c内には第1撹拌部材43が配設され、第2搬送路22d内には第2撹拌部材44が配設されている。
A first stirring
第1撹拌部材43は、回転軸43bと、回転軸43bに一体に設けられ、回転軸43bの軸方向に一定のピッチで螺旋状に形成される第1螺旋羽根43aとを有する。また、第1螺旋羽根43aは、第1搬送路22cの長手方向の両端部側まで延び、上流側及び下流側連通部22e、22fにも対向して設けられている。回転軸43bは現像容器22の上流側壁部22iと下流側壁部22jに回転可能に軸支されている。
The first stirring
第2撹拌部材44は、回転軸44bと、回転軸44bに一体に設けられ、回転軸44bの軸方向に第1螺旋羽根43aと同じピッチで第1螺旋羽根43aとは逆方向の羽根で螺旋状に形成される第2螺旋羽根44aとを有する。また、第2螺旋羽根44aは、磁気ローラー21の軸方向長さ以上の長さを有し、上流側連通部22e及び下流側連通部22fに対向して設けられている。回転軸44bは、回転軸43bと平行に配置され、現像容器22の上流側壁部22iと下流側壁部22jに回転可能に軸支されている。
The
また、回転軸44bには、第2螺旋羽根44aとともに、規制部材である逆螺旋羽根52及び排出羽根53が一体に配設されている。
In addition to the
逆螺旋羽根52は、現像剤排出口22hに対向し、現像剤排出口22hと第2螺旋羽根44aとの間に配置されるとともに、逆螺旋羽根52の外縁は、下流側壁部22jにおける第2搬送路22dの内周面と所定の間隔を有して配設される。また、逆螺旋羽根52は、第2螺旋羽根44aの外縁と略同じ外周長さで第2螺旋羽根44aに対して逆方向を向く(逆位相の)羽根で螺旋状に形成され、且つ、第2螺旋羽根44aよりピッチが小さい2〜3巻きの羽根で形成されている。従って、回転軸44bが回転すると、逆螺旋羽根52によって、第2螺旋羽根44aによる現像剤搬送方向とは逆方向の搬送力が現像剤に付与され、現像剤が塞き止められる。塞き止められた現像剤は、下流側連通部22fに搬送されるとともに、現像容器22内の余剰の現像剤として逆螺旋羽根52の外縁を乗り越えて現像剤排出口22hに排出されることになる。尚、逆螺旋羽根52の外縁は、第2螺旋羽根44aの外縁サイズより大きくてもよい。
The
回転軸44bは現像剤排出口22hから更に現像剤排出部22l内まで延び、現現像剤排出部22l内の回転軸44bには排出羽根53が設けられている。排出羽根53は、第2螺旋羽根44aと同じ位相方向の螺旋状の羽根からなるが、第2螺旋羽根44aよりピッチが小さく、また羽根の外縁サイズが小さくなっている。回転軸44bが回転すると、排出羽根53も回転し、現像剤排出口22hから現像剤排出部22l内に収容された余剰現像剤は、現像剤排出部22l内を左方に搬送され現像容器22外に排出される。
The
上流側壁部22i及び下流側壁部22jの外面には、歯車61〜64が配設されている。歯車61、62は回転軸43bに固着され、歯車64は回転軸44bに固着され、また歯車63は、上流側壁部22iに回転可能に保持されて、歯車62、64に噛合している。
従って、図示しないモーターの回転駆動によって、歯車61が回転すると、回転軸43bとともに第1螺旋羽根43aが回転し、第1螺旋羽根43aは第1搬送路22c内の現像剤を矢印P方向に搬送する。さらに、歯車62〜64の歯車列によって、回転軸44bとともに第2螺旋羽根44aが回転すると、第2螺旋羽根44aは第2搬送路22d内の現像剤を矢印Q方向に搬送し、現像剤は、第1搬送路22cから、上流側連通部22e、第2搬送路22d、及び下流側連通部22fと循環しながら撹拌される。そして、撹拌された現像剤が磁気ローラー21に供給される。
Accordingly, when the
次に、現像剤補給口22gから現像剤が補給される場合について説明する。画像形成の所定のタイミングにおいて、現像剤補給口22gから第1搬送路22c内に磁性キャリアを含む現像剤が補給される。補給された現像剤は、第1搬送路22cから上流側連通部22e、第2搬送路22d、及び下流側連通部22fと循環しながら撹拌されるが、現像剤補給口22gからの補給にともない余剰となった現像剤は、逆螺旋羽根52を乗り越えて現像剤排出口22hに排出される。
Next, a case where developer is supplied from the
現像剤排出口22hの周辺は図4、図5に示すように構成される。図4は現像剤排出口22hの周辺を上側から見た平面断面図であり、図5は現像剤排出口22hの周辺を示す側面断面図である。尚、図5では、図が煩雑にならないように、第2撹拌部材44に設けた逆螺旋羽根52及び回転軸44bを破線で示している。
The periphery of the
図4に示すように、回転軸44bには、第2螺旋羽根44aと逆螺旋羽根52及び排出羽根53が一体に設けられる。排出羽根53の外縁は第2螺旋羽根44a及び逆螺旋羽根52の外縁サイズより小さいことにより、排出羽根53を設けた部分の回転軸44b(排出回転軸44c)は、第2螺旋羽根44a及び逆螺旋羽根52を設けた部分の回転軸44bの外周径より小さく構成されている。
As shown in FIG. 4, the
第2螺旋羽根44a及び逆螺旋羽根52は第2搬送路22dの内周面に対して所定の間隔を有して配設され、また、排出羽根53は現像剤排出部22lの内周面に対して所定の間隔を有して配設されている。そして、現像容器22の側面部22kに設けられる現像剤排出口22hは、逆螺旋羽根52の外縁サイズより小さい開口サイズで構成される。
The
逆螺旋羽根52は、第2螺旋羽根44aと現像容器22の側面部22kとの間に配設され、さらに側面部22kに対して所定の空間Kを有して配設される。逆螺旋羽根52と側面部22kとの間に空間Kを設けることで、逆螺旋羽根52の外縁を乗り越えた現像剤が側面部22kや現像剤排出口22hの周縁に付着することなく、空間K内を現像剤排出口22hに向かって移動しやすくなる。
The
ところが、逆螺旋羽根52と側面部22kとの間に空間Kを設けることで、第2撹拌部材44の回転速度が切り替わったとき、その回転速度に応じて現像剤排出口22hから排出される現像剤量が変動する。
However, when the rotation speed of the second stirring
具体的には、第2螺旋羽根44a及び逆螺旋羽根52が回転すると、第2螺旋羽根44aの回転によって現像剤が逆螺旋羽根52側に搬送され、逆螺旋羽根52の外縁を乗り越えた現像剤は、空間K内に入り、さらに逆螺旋羽根52の回転によって下方から上方に持ち上げられて、空間Kから現像剤排出口22hへ搬送される。空間K内の現像剤は、全て現像剤排出口22hへ搬送されることがなく、一部の現像剤は空間Kの下方に残存することになる。第2撹拌部材44が通常の速度で回転しているとき、空間Kの下方には略定量の現像剤が残存し、現像剤排出口22hへ搬送される現像剤量は略一定となる。
Specifically, when the
しかし、厚紙等の画像形成では普通紙の印刷に比べて画像形成速度が遅くなるように切り替えられ、これにともなって第2撹拌部材44が通常の回転速度に比べて遅くなり、逆螺旋羽根52の回転速度が遅くなる。逆螺旋羽根52の回転速度が遅くなったとき、空間Kに残存する現像剤は、逆螺旋羽根52の回転によって下方から上方に持ち上げられやすくなり、通常の回転速度に比べて多量の現像剤が上方に持ち上げられる。この結果、第2撹拌部材44の回転速度が遅くなったとき、現像剤排出口22hから排出される現像剤量が増加する。このように、第2撹拌部材44が通常の回転速度(高速回転)から低速回転に切り替わると、排出される現像剤量が増加するように変動する。一方、第2撹拌部材44が低速回転している場合、空間Kの下方に残存する現像剤は比較的に少なく、第2撹拌部材44が低速回転から高速回転(通常の回転速度)に切り替わったとき、排出される現像剤量は変動するが、高速回転から低速回転に替わる場合に比べて、空間Kの下方から上方に持ち上げられる現像剤量が少ないために、排出される現像剤量が大きく変動することはない。
However, in the image formation of thick paper or the like, the image forming speed is switched so as to be slower than the printing of the plain paper, and accordingly, the second stirring
そこで、本実施形態では、現像容器22内の空間Kの底部に突出部22mを配設することで、空間Kの下方に現像剤が残存することを抑えている。これにより、第2撹拌部材44の回転速度が高速回転から低速回転に切り替わったときに、空間Kから現像剤排出口22hへ排出される現像剤量が変動することを防ぎ、現像容器22内の現像剤量を常に安定させている。
Therefore, in the present embodiment, the
突出部22mは、現像容器22の底部に直方体状に形成され、現像容器22の側面部22kから軸方向長さM1を有し、現像容器22の底部22nから高さM2(図5参照)を有し、さらに軸方向に対して直角方向に延びる幅M3(図5参照)を有して構成される。尚、図5に示すように、現像容器22の底部22nは円弧状に形成され、高さM2は円弧状の面の最下端位置からの距離である。尚、底部22nは、円弧面に替えて、平坦面であって、その平坦面とその両側の立ち壁面との間の両コーナーに比較的小さい円弧を形成してもよい。
The projecting
突出部22mの幅M3は、回転軸44bの中心線に対して均等に振り分けて配置され、回転軸44bの外周径より長く形成される。突出部22mの幅M3は大きいほど、空間Kの下方に残存する現像剤量が少なくなり、第2撹拌部材44の回転速度の切り替えに対する排出現像剤量の変動を小さく抑えることができる。尚、幅M3は底部22nの両側の立ち壁面まで延ばして形成してもよい。
The width M3 of the
突出部22mの高さM2は、底部22nから円形の現像剤排出口22hの下端部側まで突出して形成される。突出部22mの高さM2は大きいほど、空間Kの下方に残存する現像剤量が少なくなり、第2撹拌部材44の回転速度の切り替えに対する排出現像剤量の変動を小さく抑えることができる。さらに突出部22mの高さM2を底部22nから現像剤排出口22hの下端部の近傍まで突出させるのが好ましい。
The height M2 of the
図4に戻り、突出部22mの軸方向長さM1は、側面部22kから逆螺旋羽根52の端面側まで軸方向に延びて形成される。突出部22mの軸方向長さM1は、空間Kの軸方向距離K1に対して1/2以上の長さを有するように構成すると、空間Kの下方に残存する現像剤量が少なくなり、第2撹拌部材44の回転速度の切り替えに対する排出現像剤量の変動を小さく抑えることができる。より好ましくは、突出部22mの軸方向長さM1を側面部22kから逆螺旋羽根52の端面の近傍まで延ばすのがよい。
Returning to FIG. 4, the axial length M <b> 1 of the protruding
以下、本発明の実施形態をさらに具体化した実施例を説明する。尚、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。 Examples that further embody the embodiments of the present invention will be described below. In addition, this invention is not limited only to a following example.
実施例に用いる第1撹拌部材43は、第1螺旋羽根43aの外径が20mmであり、羽根ピッチが30mm(2条巻き)であり、更に、回転軸43bの軸径が15mmであり、回転数が400rpmである。一方、第2撹拌部材44の第2螺旋羽根44aの外径が20mmであり、羽根ピッチが30mm(2条巻き)であり、更に、回転軸44bの軸径が15mmであり、第1螺旋羽根43aに対して逆回転し、その回転数が400rpmである。逆螺旋羽根52は、外径が30mmであり、羽根ピッチが5mmであり、更に、羽根数が2枚である。逆螺旋羽根52と側面部22kとの間に形成される空間Kの軸方向距離K1は10mmであり、空間Kの底部22nから現像剤排出口22hの下端部までの高さは5mmである。現像容器22内のトナーは平均粒径6.8μmであり、キャリアは平均粒径35μmで、キャリアに対するトナーの重量比率は9%である。
The first stirring
以上のように構成された現像装置において、余剰の現像剤が現像容器22内に収容されて現像剤補給口22gから現像剤を補給していない状態で、第1及び第2撹拌部材43、44の回転数を夫々400rpm(高速)から200rpm(低速)に切り替えたときの、突出部22mの有無における排出現像剤量の変動、及び突出部22mの種々のサイズにおける排出現像剤量の変動を評価した。
In the developing device configured as described above, the first and second agitating
評価結果を図6〜図8に示す。図6は、突出部22mの種々の高さM2に対する変動排出現像剤量と所定の空間Kに残存する現像剤量とを示すグラフであり、横軸には突出部22mの高さM2(単位:mm)を示し、縦軸には変動排出現像剤量及び空間Kの残存現像剤量(各単位:mg)を示す。尚、突出部22mの軸方向長さM1は5mm、その幅M3は16mmに設定した。また、変動排出現像剤量は、第1及び第2撹拌部材43、44を高速で回転させ現像剤が現像剤排出口22hから排出しなくなった状態から、第1及び第2撹拌部材43、44を低速回転に切り替えて5秒間の時間に排出された現像剤量を示している。従って、変動排出現像剤量は、回転速度切り替え時に変動する排出現像剤量を示す。また、空間K内の残存現像剤量は、第1及び第2撹拌部材43、44を高速で回転させ現像剤が現像剤排出口22hから排出しなくなった状態における空間K内に残存する現像剤量を示す。変動排出現像剤量及び空間K内の残存現像剤量の定義は、図7、図8も同様である。
The evaluation results are shown in FIGS. FIG. 6 is a graph showing the amount of changed discharged developer and the amount of developer remaining in the predetermined space K with respect to various heights M2 of the
図7は、突出部22mの種々の軸方向長さM1に対する変動排出現像剤量と空間K内の残存現像剤量とを示すグラフであり、横軸には突出部22mの軸方向長さM1(単位:mm)を示し、縦軸には変動排出現像剤量及び空間K内の残存現像剤量(各単位:mg)を示す。尚、突出部22mの高さM2は3mm、その幅M3は16mmに設定した。また、図8は、空間Kに突出部22mを設けていない(M1=0mm、M2=0mm)場合と、突出部22mを側面部22kから逆螺旋羽根52の近傍まで延ばし、また底部22nから現像剤排出口22hの下端部の近傍まで突出させた(M1=10mm、M2=5mm、M3=16mm)場合とにおける変動排出現像剤量及び空間K内の残存現像剤量(各単位:mg)を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the variable discharged developer amount and the remaining developer amount in the space K with respect to various axial lengths M1 of the
図6に示すように、突出部22mの高さM2を大きくすると、空間K内の残存現像剤量が減少し、また、変動排出現像剤量が減少した。この結果から、第1及び第2撹拌部材43、44を高速回転から低速回転に切り替える場合、突出部22mの高さM2が大きいほど、空間K内に残存する現像剤量が少なくなり、第1及び第2撹拌部材43、44の回転速度の切り替えに対する排出現像剤量の変動を小さく抑えられている。
As shown in FIG. 6, when the height M2 of the projecting
図7に示すように、突出部22mの軸方向長さM1を大きくすると、空間K内の残存現像剤量が減少している。また、突出部22mの軸方向長さM1が1〜4mmでは変動排出現像剤量が比較的に大きいが、突出部22mの軸方向長さM1が6〜10mmでは変動排出現像剤量が比較的に小さくなっている。このことは、第1及び第2撹拌部材43、44を高速回転から低速回転に切り替えた場合、逆螺旋羽根52は空間Kの下部に残存する現像剤を持ち上げるが、逆螺旋羽根52の現像剤の持ち上げ量に限度があることを示している。突出部22mの軸方向長さM1が1〜4mmでは、逆螺旋羽根52の現像剤の持ち上げ量の限度を超える現像剤が空間K内に残存しているために、変動排出現像剤量が比較的に大きくなっている。一方、突出部22mの軸方向長さM1が6〜10mmでは、空間K内に残存する現像剤量は、比較的に少なくなり、逆螺旋羽根52が持ち上げることが可能である現像剤量に近いために、変動排出現像剤量が比較的に小さくなっている。
As shown in FIG. 7, when the axial length M1 of the
これより、第1及び第2撹拌部材43、44を高速回転から低速回転に切り替える場合、突出部22mの軸方向長さM1が大きいほど、第1及び第2撹拌部材43、44の回転速度の切り替えに対する排出現像剤量の変動を小さく抑えられ、特に、突出部22mの軸方向長さM1が6〜10mmでは排出現像剤量の変動を一層小さく抑えられている。
Accordingly, when the first and second stirring
図8に示すように、突出部22mの軸方向長さM1=0mm、及び高さM2=0mm、つまり空間Kに突出部22mを設けていない場合、空間K内の残存現像剤量が比較的に大きく、また、変動排出現像剤量が比較的に大きくなった。一方、突出部22mの軸方向長さM1=10mm、及び高さM2=5mm、つまり突出部22mを側面部22kから逆螺旋羽根52の近傍まで延ばし、また底部22nから現像剤排出口22hの下端部の近傍まで突出させた場合、空間K内の残存現像剤量が比較的に小さく、また、変動排出現像剤量が比較的に小さくなり、図6に示す軸方向長さM1=5mm、高さM2=5mm、また、図7に示す軸方向長さM1=10mm、高さM2=3mmに対して残存現像剤量が小さく、変動排出現像剤量が小さくなった。
As shown in FIG. 8, when the
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等に用いる現像装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができ、特に、トナーとキャリアとからなる2成分現像剤の補給を行うとともに余剰現像剤を排出する現像装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a developing device used in a copying machine, a printer, a facsimile, a composite machine thereof, and an image forming apparatus including the developing device. In particular, the two-component developer composed of toner and carrier is supplied. It can be used for a developing device that discharges excess developer and an image forming apparatus including the developing device.
1 画像形成装置
2a〜2d、2 現像装置
20 現像ローラー
22 現像容器
22c 第1搬送路
22d 第2搬送路
22g 現像剤補給口
22h 現像剤排出口
22k 側面部
22l 現像剤排出部
22m 突出部
22n 底部
42 撹拌部材
43 第1撹拌部材
43a 第1螺旋羽根
43b、44b 回転軸
44 第2撹拌部材
44a 第2螺旋羽根
44c 排出回転軸
52 逆螺旋羽根(規制部材)
53 排出羽根
K 空間
K1 空間Kの軸方向距離
M1 突出部の軸方向長さ
M2 突出部の高さ
M3 突出部の幅
DESCRIPTION OF
53 Discharge vane K Space K1 Axial distance M1 of space K Axial length M2 of projecting part Height M3 of projecting part Width of projecting part
Claims (6)
前記現像容器内に配置され、前記現像剤排出口を貫通する回転軸と、
前記回転軸の周りに軸方向に沿って延びる螺旋羽根を有し、前記現像容器内で現像剤を撹拌、搬送する撹拌部材と、
前記回転軸に設けられ、前記現像剤排出口に対向し、前記現像剤排出口と前記螺旋羽根の間に配置され、前記螺旋羽根に対して逆位相の羽根で螺旋状に形成された規制部材と、
前記現像剤排出口が設けられる前記現像容器の側面部と前記規制部材との間に形成される所定の空間に前記現像容器内の底部から前記現像剤排出口の下端部に向かって突出するとともに前記側面部から前記規制部材に向かって前記回転軸方向に延びて形成される突出部と、を備えることを特徴とする現像装置。 A developing container having a developer discharge port for discharging the developer supply opening and the surplus developer for supplying developer including a magnetic carrier and a toner,
A rotating shaft disposed in the developer container and penetrating the developer outlet;
Has a spiral blade extending along the axial direction around the rotary shaft, stirring the developer in said developer container, a stirring member for conveying,
Wherein provided on the rotating shaft, opposite to the previous SL developer discharge opening, wherein disposed between the developer discharge opening and said spiral blade, regulations formed helically blades of opposite phase to said helical blade Members,
While projecting from the bottom in the developer container toward the lower end of the developer discharge port in a predetermined space formed between the side surface portion of the developer container in which the developer discharge port is provided and the regulating member And a projecting portion formed to extend in the direction of the rotation axis from the side surface portion toward the regulating member.
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