JP2011133596A - Developing apparatus, and image forming apparatus including the same - Google Patents
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Images
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- Dry Development In Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ及びファクシミリやこれらの複合機等のモノクロ/カラー、スタンドアローン/ネットワーク接続に設置された電子写真式の現像装置及び該現像装置を備えた画像形成装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE
従来、レーザプリンタや複写機などの周知の電子写真プロセスを用いてトナー像を記録形成する電子写真式の現像装置及び該現像装置を備えた画像形成装置は周知である。この種の現像装置には、現像剤としてトナーのみを用いる一成分現像方式とトナーとキャリ
アを用いる二成分現像方式が用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an electrophotographic developing device that records and forms a toner image using a known electrophotographic process such as a laser printer or a copying machine, and an image forming apparatus including the developing device are well known. In this type of developing device, a one-component developing system using only toner as a developer and a two-component developing system using toner and a carrier are used.
一成分現像方式の現像装置は、トナーを担持して搬送するローラ状のトナー像担持部材と該トナー像担持部材のトナー担持面に接触する摩擦荷電部材を備えている。トナー担持部材に担持されているトナーは、摩擦荷電部材の接触位置を通過する際、摩擦荷電部材と摩擦接触して薄層化されるとともに所定の極性に帯電される。 The one-component developing type developing device includes a roller-shaped toner image carrying member that carries and conveys toner, and a friction charging member that contacts the toner carrying surface of the toner image carrying member. When the toner carried on the toner carrying member passes through the contact position of the friction charging member, the toner is brought into frictional contact with the friction charging member to be thinned and charged to a predetermined polarity.
このように、一成分現像方式の現像装置は、トナーの帯電を摩擦荷電部材との摩擦接触により行っていることから、トナーに負担がかかる。トナーには熱可塑性樹脂が使用されており、かつ、表面には流動性改質材として無機微粒子が付着処理されている。そのため、前記負荷により、トナー表面が熱的変化を起こしたり無機微粒子が埋め込まれたりする。高速機になれば各部材の回転数も高くなるためトナーにより高い負荷がかかることになるため、高速化には限界がある。 As described above, in the developing device of the one-component developing system, the toner is charged by frictional contact with the frictional charging member, so that a burden is imposed on the toner. A thermoplastic resin is used for the toner, and inorganic fine particles are attached to the surface as a fluidity modifier. Therefore, the surface of the toner undergoes a thermal change or inorganic fine particles are embedded due to the load. If a high-speed machine is used, the number of rotations of each member also increases, so that a higher load is applied to the toner.
また、近年、高画質化に伴いトナーの小径化が著しく、例えば、6μm以下に設定されることも珍しくはない。そのような小径のトナーは流動性が悪化することから、より多量の後処理剤が添加され、その結果、前記負荷によるトナーの凝集や後処理剤の埋め込みが顕著となる。また、環境対策として、低温定着化の傾向が著しい。そのため、熱的な耐性が低下しており、前記負荷に対してはさらに不利な状況にある。 Further, in recent years, the diameter of toner has been remarkably reduced with an increase in image quality. For example, it is not uncommon to set the toner to 6 μm or less. Since such a small-diameter toner deteriorates in fluidity, a larger amount of post-treatment agent is added. As a result, toner aggregation and post-treatment agent embedding due to the load become significant. In addition, as an environmental measure, there is a significant tendency for low-temperature fixing. For this reason, the thermal resistance is lowered, and the load is further disadvantageous.
二成分現像方式の現像装置は、トナーとキャリアによる摩擦荷電により帯電したトナーを現像剤担持体上に形成された静電潜像に付着させて現像する。現像装置内では、トナーとキャリアの比率を一定に保つことにより、トナーの帯電状態を維持している。しかし、現像剤担持体上に形成された静電潜像をトナーで現像することにより、トナーが消費されるため、補給手段によりトナーが補給される。補給手段により補給されたトナーは未帯電であり、現像装置内の攪拌・搬送手段によって現像装置内の現像剤と攪拌・搬送されながら荷電される。本方式は荷電付与を粒子の混合により行うことから、トナーへの負荷が小さい。したがって、一成分現像方式に比べてトナーは長寿命であり、また、高速対応性にも優れているという特徴を有している。 In the two-component developing system, a toner charged by frictional charging with toner and carrier is attached to an electrostatic latent image formed on a developer carrying member for development. In the developing device, the charged state of the toner is maintained by keeping the ratio of the toner and the carrier constant. However, since the toner is consumed by developing the electrostatic latent image formed on the developer carrying member with toner, the toner is replenished by the replenishing means. The toner replenished by the replenishing means is uncharged and charged while being agitated and conveyed with the developer in the developing apparatus by the agitating / conveying means in the developing apparatus. In this method, since charging is performed by mixing particles, the load on the toner is small. Therefore, the toner has a longer life than the one-component development method and has a feature of excellent high-speed compatibility.
一方、近年、高生産領域の分野へ電子写真式の製品が投入されており、高速化・長寿命化に対応したシステムが提案されている。現像装置においては、複数の現像ローラを備えた装置や現像剤を徐々に入れ替えるトリクル機構を有する装置、供給ローラ部に二成分現像剤、現像ローラ部に一成分トナーを用いるハイブリッド現像装置、これらを組み合わせた現像装置が市場に提供されている。いずれの現像装置においてもトナーを補給し、現像装置内の攪拌・搬送手段によって現像装置内の現像剤と攪拌・搬送されながらトナーは荷電される。 On the other hand, in recent years, electrophotographic products have been introduced into the field of high production areas, and a system corresponding to high speed and long life has been proposed. In the developing device, a device having a plurality of developing rollers, a device having a trickle mechanism for gradually replacing the developer, a two-component developer in the supply roller portion, a hybrid developing device using one-component toner in the developing roller portion, these Combined development devices are available on the market. In any of the developing devices, the toner is replenished, and the toner is charged while being stirred and transported with the developer in the developing device by the stirring and transporting means in the developing device.
トナー補給型の現像装置において、印字率の高い印刷が連続して行われると、大量のトナー消費及び未帯電トナーの補給が繰り返し行われる。そして、補給されたトナーが十分に攪拌されずに帯電量が低い状態で搬送され現像ローラ上に供給されると、トナーの飛散やかぶりといった画像劣化を起こす。 In a toner supply type developing device, when printing with a high printing rate is continuously performed, a large amount of toner is consumed and uncharged toner is replenished repeatedly. When the replenished toner is transported in a state where the charge amount is low without being sufficiently stirred and supplied onto the developing roller, image deterioration such as toner scattering and fogging occurs.
また、近年の装置の高速化により、補給されたトナーが現像ローラ上に運ばれる時間が短くなるため、前記画像劣化の問題がよりいっそう深刻となっている。そこで、斯かる問題を解決する技術として、現像スリーブの後部に設けられ、現像スリーブの軸方向に現像剤を搬送する第1現像剤搬送スクリューと第1現像剤搬送スクリューの後部に設けられ、第1搬送スクリューとは逆方向に現像剤を搬送する第2現像剤搬送スクリューにより現像剤を循環搬送させつつ、一方で現像剤を現像スリーブに供給して現像を行う現像装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
Further, since the speed of the apparatus in recent years has shortened the time for the replenished toner to be carried onto the developing roller, the problem of the image deterioration becomes more serious. Therefore, as a technique for solving such a problem, a first developer conveying screw that is provided at the rear of the developing sleeve and that conveys the developer in the axial direction of the developing sleeve and a rear portion of the first developer conveying screw are provided. A developing device has been proposed in which a developer is circulated and conveyed by a second developer conveying screw that conveys the developer in the opposite direction to the one conveying screw, while developing is performed by supplying the developer to a developing sleeve ( For example, see
また、現像剤の循環搬送経路を形成する現像剤供給回収部及び現像剤攪拌部が水平方向に配置して構成し、現像剤攪拌部内に備えられた対向する2本の攪拌部材で現像剤を回転軸方向に搬送しながら周方向に攪拌することにより、補給された現像剤が十分に攪拌をされずに現像ローラ上へ搬送されることを防止するとともに、かぶり・飛散等を抑制することのできる現像装置が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。 In addition, the developer supply / recovery unit and the developer agitation unit that form the developer circulation transport path are arranged in the horizontal direction, and the developer is provided by two opposing agitating members provided in the developer agitation unit. By stirring in the circumferential direction while transporting in the direction of the rotation axis, the replenished developer is prevented from being transported onto the developing roller without being sufficiently stirred, and fogging, scattering, etc. are suppressed. A developing device that can be used has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、前記特許文献1に開示されている現像装置にあっては、構造上、現像剤が補給されてから現像スリーブに到達するまでに十分な混合撹拌がなされず、補給されたトナーの帯電量が十分に立ち上がらないまま現像スリーブに供給されてしまい、トナーの飛散やかぶりといった画像劣化を依然として解決することができない。
However, in the developing device disclosed in
また、特許文献2に開示されている現像装置にあっては、現像剤の搬送速度を低下させることなしに現像剤撹拌部において十分な混合撹拌時間が確保される結果、現像剤撹拌部における現像剤の混合撹拌動作によりトナーが所期の電荷(帯電量)を有する状態にまで帯電された状態において、現像剤供給回収部によって軸方向に対して均一なトナー濃度で現像剤担持体に供給されることにより、トナーの帯電不良によるかぶりやトナー飛散の発生を防止できて、高速化にも対応できる。 Further, in the developing device disclosed in Patent Document 2, as a result of securing a sufficient mixing and stirring time in the developer stirring unit without reducing the transport speed of the developer, development in the developer stirring unit is achieved. In a state in which the toner is charged to a state having a predetermined charge (charge amount) by the mixing and stirring operation of the agent, the developer is supplied to the developer carrier at a uniform toner concentration in the axial direction by the developer supply / recovery unit. As a result, it is possible to prevent the occurrence of fogging and toner scattering due to defective charging of the toner, and to cope with higher speed.
一方、近年、画像形成装置のコンパクト化及び省スペース化の要請の高まりに伴い、さらにコンパクト化及び省スペース化された画像形成装置の市場への投入が急務となってきている。しかしながら、特許文献2に記載の現像装置においては、現像剤供給回収部と現像剤攪拌部が水平方向に配置された構成であるのに加え、高速処理を実行するための大型化した駆動伝達機構を設置するためのスペースを確保する必要があり、画像形成装置全体のコンパクト化を妨げてしまうことから、画像形成装置全体のコンパクト化及び省スペース化の要請に応えることができないという課題を有する。 On the other hand, in recent years, with the increasing demand for compactness and space saving of image forming apparatuses, it has become an urgent task to introduce image forming apparatuses that are further compact and space-saving. However, in the developing device described in Patent Document 2, in addition to the configuration in which the developer supply / recovery unit and the developer agitation unit are arranged in the horizontal direction, a large-sized drive transmission mechanism for executing high-speed processing is provided. Therefore, it is necessary to secure a space for installing the image forming apparatus and hinder downsizing of the entire image forming apparatus. Therefore, there is a problem that it is impossible to meet a demand for downsizing and space saving of the entire image forming apparatus.
そこで、画像形成装置のコンパクト化及び省スペース化を図ることができる現像装置の一例として、現像剤供給回収部と現像剤攪拌部とを鉛直方向に配置し、同一スクリュー径の1本の供給搬送部材及び1本の攪拌搬送部材からなる2軸で現像剤を縦方向に循環搬送する構成が考えられる。しかし、斯かる構成の現像装置は、水平方向のスペースはコンパクト化できても鉛直方向のスペースが必要となる。それに加えて、軸方向に搬送される現像剤を鉛直方向に送り込むため、攪拌搬送部材が現像剤攪拌部内の現像剤を回転に伴い持ち上げる持ち上げ部で現像剤が滞留する結果、落下部から持ち上げ部に近づくに連れて現像剤が密になる現像剤の傾斜溜りが現像剤攪拌部内及び現像剤供給回収部内で形成されてしまい、画像むらが生じてしまうという新たな課題を有する。 Therefore, as an example of a developing device that can achieve compactness and space saving of the image forming apparatus, the developer supply / recovery unit and the developer agitation unit are arranged in the vertical direction, and one supply conveyance with the same screw diameter is performed. A configuration is conceivable in which the developer is circulated and conveyed in the vertical direction on two axes composed of a member and one stirring and conveying member. However, the developing device having such a configuration requires a vertical space even if the horizontal space can be made compact. In addition, since the developer transported in the axial direction is fed in the vertical direction, the stir transporting member lifts the developer in the developer stirring unit as the developer stays in the lifting unit, and as a result, the developer stays in the lifting unit. As the developer approaches, the inclined developer pool is formed in the developer agitating section and the developer supply / recovery section, resulting in a new problem of image unevenness.
したがって、本発明は、前記問題点を解決することを課題としてなされたものであり、その目的とするところは、上部に1本の供給搬送部材及び下部に2本の攪拌搬送部材を有する3軸で現像剤を縦方向に循環搬送する構成の現像装置において、上部の現像剤供給回収部と下部の現像剤攪拌部との現像剤の良好な循環バランスを確保できるとともに、印字率の高い印刷が連続して行われた場合であっても画像劣化を防止することができる現像装置及び該現像装置を備えた画像形成装置を提供することにある。
また、さらなる目的とするところは、軸受け部の長寿命化及び画像形成装置のコンパクト化にも寄与することができる現像装置及び該現像装置を備えた画像形成装置を提供することにある。
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to provide a three-shaft having one supply conveyance member at the top and two agitation conveyance members at the bottom. In the developing device configured to circulate and convey the developer in the vertical direction, it is possible to ensure a good circulation balance of the developer between the upper developer supply and recovery unit and the lower developer agitation unit, and printing with a high printing rate. An object of the present invention is to provide a developing device and an image forming apparatus including the developing device, which can prevent image deterioration even when continuously performed.
Another object of the present invention is to provide a developing device that can contribute to extending the life of the bearing portion and reducing the size of the image forming apparatus, and an image forming apparatus including the developing device.
本発明に係る現像装置は、第1の現像槽と前記第1の現像槽の直下に配置される第2の現像槽とからなり、第1の現像槽は、磁界発生手段を内包し、トナー及びキャリアの二成分からなる現像剤を感光体と対向する現像領域に担持搬送する現像剤担持体と、第1の現像槽内に配設され、現像剤担持体に隣接して現像剤を前記現像剤担持体の軸方向に搬送しながら前記現像剤担持体に供給するスクリュー部材を含む供給搬送手段とを有し、第2の現像槽は、該第2の現像槽内に配設され、前記現像剤を攪拌・分散するとともに、供給搬送手段とは逆方向に該現像剤を搬送するスクリュー部材を含む攪拌搬送手段を有し、第1の現像槽と第2の現像槽とが現像剤が流通する開口部が両端部に形成された隔壁を介して連通接続されることにより、前記現像剤の循環搬送経路が形成された現像装置である。隔壁の両端部に形成されている開口部は、供給搬送手段の下流側端部近傍から攪拌搬送手段の上流側端部近傍へ現像剤を受け渡す第1の連通口と、攪拌搬送手段の下流側端部近傍から供給搬送手段の上流側端部近傍へ現像剤を受け渡す第2の連通口とで構成され、攪拌搬送手段は、前記現像剤の搬送方向に沿って互いに平行に配設された第1の攪拌搬送部材と第2の攪拌搬送部材とからなり、第1の攪拌搬送部材及び第2の攪拌搬送部材のそれぞれは、前記現像剤を同一方向に搬送し、第2の連通口は、前記第1の攪拌搬送部材又は第2の攪拌搬送部材のうちのいずれか一方の攪拌搬送部材と対向する上方であって、当該一方の攪拌搬送部材の下流端部近傍位置に形成され、他方の攪拌搬送部材の下流側の軸端を支持する前記第2の現像槽の鉛直壁部は、前記一方の攪拌搬送部材の下流側の軸端を支持する鉛直壁部よりも現像剤搬送方向上流側で、かつ、第2の連通口の手前側に位置する。 The developing device according to the present invention includes a first developing tank and a second developing tank disposed immediately below the first developing tank. The first developing tank includes a magnetic field generating unit, and includes toner. And a developer carrying member that carries and conveys the developer composed of two components of the carrier to a developing region facing the photoreceptor, and the developer is disposed in the first developing tank, and the developer is disposed adjacent to the developer carrying member. And a supply and transport means including a screw member that supplies the developer carrier while transporting in the axial direction of the developer carrier, and the second developer tank is disposed in the second developer tank, The developer is stirred and dispersed, and has a stirring and conveying means including a screw member that conveys the developer in a direction opposite to the supply and conveying means, and the first developing tank and the second developing tank include the developer. The opening through which the gas flows is connected through a partition formed at both ends, so that the front A circulation transport path for the developer is formed developing apparatus. Openings formed at both ends of the partition wall are a first communication port for delivering the developer from the vicinity of the downstream end of the supply transport means to the vicinity of the upstream end of the stirring transport means, and the downstream of the stirring transport means And a second communication port for delivering the developer from the vicinity of the side end portion to the vicinity of the upstream end portion of the supply conveyance means, and the agitation conveyance means are arranged in parallel to each other along the conveyance direction of the developer. Each of the first agitation transport member and the second agitation transport member conveys the developer in the same direction, and the second communication port Is formed in a position in the vicinity of the downstream end of the one stirring / conveying member above the one stirring / conveying member of the first stirring / conveying member, The second developing tank supporting the downstream shaft end of the other agitating and conveying member; Straight wall, with a developer conveyance direction upstream side of the vertical wall portion for supporting the shaft end on the downstream side of the one agitating and conveying member, and is located on the front side of the second communication port.
第1の攪拌搬送部材及び第2の攪拌搬送部材のスクリュー径が前記供給搬送手段のスクリュー径よりも小径であることが好ましい。 It is preferable that the screw diameters of the first agitation conveyance member and the second agitation conveyance member are smaller than the screw diameter of the supply conveyance means.
第1の攪拌搬送部材及び第2の攪拌搬送部材のそれぞれの回転数が制御可能に構成されていることが好ましい。 It is preferable that the number of rotations of each of the first stirring and conveying member and the second stirring and conveying member is controllable.
第2の連通口と対向する第1の攪拌搬送部材又は第2の攪拌搬送部材のうちのいずれか一方の攪拌搬送部材の現像剤搬送方向は、該一方の攪拌搬送部材の上流側端部から第2の連通口より上流側近傍位置までの搬送方向と、第2の連通口より上流側近傍位置から該一方の攪拌搬送部材の下流側端部までの搬送方向とが逆方向であることが好ましい。 The developer conveying direction of one of the first agitating and conveying member or the second agitating and conveying member facing the second communication port is from the upstream end of the one agitating and conveying member. The conveyance direction from the second communication port to the upstream vicinity position and the conveyance direction from the second communication port to the upstream vicinity position to the downstream end of the one agitation conveyance member may be opposite directions. preferable.
第2の連通口と対向しない前記他方の攪拌搬送部材の下流側端部には、該現像剤の軸方向への搬送を規制して該現像剤を前記第2の連通口へ送り込む規制手段が形成されていることが好ましい。 At the downstream end of the other stirring / conveying member that does not face the second communication port, there is a regulating means for regulating the conveyance of the developer in the axial direction and feeding the developer into the second communication port. Preferably it is formed.
規制手段が逆巻き部であってもよい。 The regulating means may be a reverse winding part.
規制手段がパドル部であってもよい。 The restricting means may be a paddle part.
本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置は、請求項1から請求項7のいずれかに記載の現像装置が備えられていることを特徴とする。
An image forming apparatus including the developing device according to the present invention includes the developing device according to any one of
以上の説明から明らかなように、本発明の現像装置によれば、攪拌搬送手段(第1の攪拌搬送部材及び第2の攪拌搬送部材)の下流側端部近傍から上方に位置する供給搬送手段の上流側近傍に現像剤を受け渡す第2の連通口を、第1の攪拌搬送部材又は第2の攪拌搬送部材のうちのいずれか一方の攪拌搬送部材と対向する上方であって、当該一方の攪拌搬送部材の下流端部近傍位置に形成し、他方の攪拌搬送部材の下流側の軸端を支持する第2の現像槽の鉛直壁部を、前記一方の攪拌搬送部材の下流側の軸端を支持する鉛直壁部よりも現像剤搬送方向上流側で、かつ、第2の連通口の手前側に位置する構成としたので、第1の現像槽と第2の現像槽間の現像剤の良好な循環バランスを確保できる結果、第1の攪拌搬送部材及び第2の攪拌搬送部材の回転速度を高める必要が生じた場合であっても、ことさら回転速度を高くする必要がなくなり、第1の攪拌搬送部材及び第2の攪拌搬送部材の軸端を支持する軸受け部の早期の損傷を防止することができる。 As is apparent from the above description, according to the developing device of the present invention, the supply conveyance unit located above the vicinity of the downstream end of the agitation conveyance unit (the first agitation conveyance member and the second agitation conveyance member). A second communication port that delivers the developer to the vicinity of the upstream side of the first upper side of the first agitating / conveying member or the second agitating / conveying member; The vertical wall portion of the second developing tank, which is formed in the vicinity of the downstream end portion of the stirring and conveying member and supports the shaft end on the downstream side of the other stirring and conveying member, Since the configuration is located upstream of the vertical wall portion supporting the end in the developer transport direction and on the front side of the second communication port, the developer between the first developer tank and the second developer tank As a result of ensuring a good circulation balance, the first agitating and conveying member and the second agitating and conveying Even when it is necessary to increase the rotation speed of the material, it is not necessary to increase the rotation speed, and the bearings supporting the shaft ends of the first agitation transport member and the second agitation transport member can be provided at an early stage. Damage can be prevented.
また、第2の連通口と対向する第1の攪拌搬送部材又は第2の攪拌搬送部材のうちのいずれか一方の攪拌搬送部材の現像剤搬送方向を、該一方の攪拌搬送部材の上流側端部から第2の連通口より上流側近傍位置までの搬送方向と、第2の連通口より上流側近傍位置から該一方の攪拌搬送部材の下流側端部までの搬送方向とを逆方向とした。これにより、第1の攪拌搬送部材及び第2の攪拌搬送部材の回転速度を高める必要が生じた場合に、現像剤が各攪拌搬送部材の下流側端部に集中することによる圧力が緩和されるとともに、現像剤が第の連通口へ円滑に送り込まれる結果、第1の攪拌搬送部材及び第2の攪拌搬送部材の軸端を支持する軸受け部にかかる負荷が軽減され、軸受け部の磨耗やシール性の悪化を防止することができる。また、第2の連通口と対向しない他方の攪拌搬送部材の下流側端部に、該現像剤の軸方向への搬送を規制して該現像剤を前記第2の連通口へ送り込むための規制手段を設けた。これにより、第2の連通口での現像剤の滞留を防止することができる結果、濃度むら、かぶり、トナー飛散及び縦白スジ等の不具合の発生を防止することができる。 Further, the upstream side end of the one agitating and conveying member indicates the developer conveying direction of one of the first agitating and conveying member or the second agitating and conveying member facing the second communication port. The conveyance direction from the second communication port to the upstream vicinity position from the second communication port and the conveyance direction from the second communication port to the upstream vicinity position to the downstream end of the one agitation conveyance member are opposite directions. . Thereby, when it is necessary to increase the rotation speeds of the first agitation transport member and the second agitation transport member, the pressure due to the concentration of the developer at the downstream end of each agitation transport member is relieved. In addition, as a result of the developer being smoothly fed to the first communication port, the load applied to the bearing portions that support the shaft ends of the first agitation transport member and the second agitation transport member is reduced, and the wear and seal of the bearing portions are reduced. Sexual deterioration can be prevented. Further, a restriction for restricting conveyance of the developer in the axial direction and feeding the developer to the second communication port at the downstream end of the other stirring and conveying member that does not face the second communication port. Means were provided. As a result, it is possible to prevent the developer from staying at the second communication port. As a result, it is possible to prevent the occurrence of problems such as density unevenness, fogging, toner scattering, and vertical white stripes.
さらに、第1の現像槽と、その直下に配置された第2の現像槽とからなり、第2の現像槽内に配設されたスクリュー部材を含む攪拌搬送手段(第1の攪拌搬送部材及び第2の攪拌搬送部材)のスクリュー径を第1の現像槽内に配設されたスクリュー部材を含む供給搬送手段のスクリュー径よりも小径に形成したので、鉛直方向及び水平方向に要するスペースを小さくすることができ、現像装置本体をコンパクト化できる。 Further, the first developing tank and the second developing tank disposed immediately below the first developing tank, the stirring and conveying means including the screw member disposed in the second developing tank (the first stirring and conveying member and Since the screw diameter of the second agitating and conveying member) is smaller than the screw diameter of the supply and conveying means including the screw member disposed in the first developing tank, the space required in the vertical direction and the horizontal direction is reduced. The developing device main body can be made compact.
また、本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置によれば、コンパクトでありながら高速処理にも対応できる画像形成装置を提供することができるという効果を奏する。 Further, according to the image forming apparatus provided with the developing device according to the present invention, there is an effect that it is possible to provide an image forming apparatus that is compact and can cope with high-speed processing.
以下、本発明の実施の形態に係る現像装置及び該現像装置を備えた画像形成装置について、添付図面に従って説明する。なお、以下の説明では、「上部」、「下部」及びそれらの用語を含む用語及び「時計回り方向」、「反時計回り方向」を便宜上用いるが、これらは発明の理解を容易にするためであり、それらの用語によって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されるべきではない。 Hereinafter, a developing device according to an embodiment of the present invention and an image forming apparatus including the developing device will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description, “upper part”, “lower part” and terms including those terms, “clockwise direction”, and “counterclockwise direction” are used for convenience, but these are for ease of understanding of the invention. The terms should not be construed as limiting the technical scope of the present invention.
1.画像形成装置の構成
次に、本実施の形態に係る画像形成装置Tについて、図1及び図2を参照して説明する。この画像形成装置Tは、大略、現像装置1、露光ユニット2、一次転写部3、二次転写部4及び定着ユニット5からなり、これらの各構成機器の駆動を含む一連の動作は図示しない制御部により制御される。画像形成装置Tは、例えば、いわゆる4サイクル方式のカラー画像形成装置やモノクロ出力の画像形成装置にも適用できる。また、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又はそれらの機能を複合的に備えた複合機にも適用可能である。
1. Configuration of Image Forming Apparatus Next, the image forming apparatus T according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. The image forming apparatus T generally includes a developing
画像形成ユニット60は、一次転写部3の中間転写ベルト32に沿って4箇所に配置され、搬送方向(X方向)の上流側からそれぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の画像形成を行なうことにより、中間転写ベルト32の表面にカラー画像を形成する。各画像形成ユニット60は、感光体ドラム7の周囲に、現像装置1、帯電装置8及びクリーニング装置9を備えている。
The
帯電装置8は、感光体ドラム7の表面に所定の表面電位を形成する。この表面電位は、露光ユニット2によって露光されることにより静電潜像となる。 The charging device 8 forms a predetermined surface potential on the surface of the photosensitive drum 7. This surface potential becomes an electrostatic latent image when exposed by the exposure unit 2.
露光ユニット2は、感光体ドラム7に対してレーザ光を照射し、図示しないスキャナ手段で読み取った画像データに対応する静電潜像を形成する。 The exposure unit 2 irradiates the photosensitive drum 7 with laser light, and forms an electrostatic latent image corresponding to image data read by scanner means (not shown).
現像装置1は、第1の現像槽10と第1の現像槽10の直下に配置される第2の現像槽20とからなる。第1の現像槽10内には現像ローラ(現像剤担持体)11及び搬送スクリュー(供給搬送手段)12が配設され、第2の現像槽20内には、第1攪拌スクリュー(第1の攪拌搬送部材)21及び第2攪拌スクリュー(第2の攪拌搬送部材)22からなる攪拌搬送手段が配設されている。この現像装置1の詳細な説明については後述する。
The developing
なお、現像剤担持体は、本実施の形態のようにローラ形状の感光体であってもよいし、ベルト形状の感光体であってもよい。 The developer carrier may be a roller-shaped photosensitive member as in the present embodiment, or a belt-shaped photosensitive member.
一次転写部3及び二次転写部4は、3箇所に配置された支持ローラ31に中間転写ベルト32を架け渡し、図示しない駆動手段により支持ローラ31を駆動させ、中間転写ベルト32をイエロー(Y)用の現像装置1からブラック(Bk)用の現像装置1に向かってX方向に循環移動させ、二次転写ローラ40に印加された電圧により中間転写ベルト32に形成されたトナー像を記録媒体Pに転写する。なお、一次転写部3及び二次転写部4は、転写ローラを用いた転写方式に代えて、転写チャージャーや転写ベルト等を用いた直接転写方式であってもよい。
In the primary transfer unit 3 and the
クリーニング装置9は、感光体ドラム7の表面への転写後、図示しない例えば、クリーニングブレードにより感光体ドラム7の表面に残留するトナーを回収してクリーニングする。このクリーニング装置9はクリーニングブレード式に限らず、例えば、クリーニングブラシ、クリーニングローラ又はそれらの複数手段の組み合わせによる複合クリーニング式の機構であってもよいし、クリーニング装置9を廃し、現像装置1により感光体ドラム7の表面に残留するトナーを回収するクリーナレス方式であってもよい。 After the transfer to the surface of the photosensitive drum 7, the cleaning device 9 collects and cleans toner remaining on the surface of the photosensitive drum 7 with a cleaning blade (not shown), for example. The cleaning device 9 is not limited to the cleaning blade type, and may be, for example, a complex cleaning type mechanism using a cleaning brush, a cleaning roller, or a combination of these means. A cleanerless system that collects toner remaining on the surface of the body drum 7 may be used.
定着ユニット5は、X’方向に搬送されてくるトナー像が転写された記録媒体Pに対して熱及び圧力を加えることにより、記録媒体Pにトナー像を定着させる。なお、定着ユニット5は、定着ローラを用いた定着方式でなく、定着ベルト等を用いた定着方式や非接触式の定着方式であってもよい。
The fixing
図示しない制御部は、現像装置1のトナー濃度センサ200から入力される検出電圧に基づいて現像剤の補給処理を実行する。
A control unit (not shown) executes developer replenishment processing based on the detection voltage input from the
2.現像装置の構成
次に、本実施の形態に係る現像装置1について、図2〜図7を参照して説明する。図2、図3、図4及び図6に示すように、この現像装置1は、感光体ドラム7の一端側から他端側へ延在する略逆L字型に形成されており、大略、第1の現像槽10と第1の現像槽10の直下に配置される第2の現像槽20とから構成されている。現像装置1の内部は、長手方向に延在する仕切り壁100により第1の現像槽10と第2の現像槽20とを区画している。
2. Structure of the developing apparatus Next, the developing
但し、第1の現像槽10と第2の現像槽20とは、仕切り壁100の両端部に形成されている第1の連通口110と第2の連通口120とによりそれぞれ連通しており、現像剤を第1の現像槽10と第2の現像槽20との間で循環移動可能に構成されている。つまり、第1の現像槽10と第2の現像槽20とは、仕切り壁100の両端部に形成された第1の連通口110と第2の連通口120とを介して連通接続されている。これにより、第1の現像槽10及び第2の現像槽20は第1の連通口110と第2の連通口120とを通じて現像剤の循環搬送路を形成している。また、第1の現像槽10の下流側端部の底面には、第2の現像槽20から送り込まれた余剰の現像剤を排出する排出口19が、第2の現像槽の上流側端部の上面には現像剤の供給口29が形成されている。
However, the first developing
また、第2の現像槽20における下流側端部近傍の第2の連通口120の上流側に面する底面位置には、トナー濃度を検出してその電圧信号を図示しない制御部に送信するトナー濃度センサ200が設けられている。
Further, at the bottom surface position facing the upstream side of the
図4に示すように、第1の現像槽10内に配設されている現像ローラ(現像剤担持体)11は、固定配置された磁石ローラ11aと、これを内包する回転自在なスリーブローラ11bとから構成される、所謂マグネットローラである。現像ローラ11のスリーブローラ11bの下方には、第1の現像槽10に固着され、現像ローラ11の中心軸と平行に延在して現像剤層の厚みを規制する規制板15が所定の規制ギャップを介して現像ローラ11と対向に配置されている。
As shown in FIG. 4, a developing roller (developer carrier) 11 disposed in the first developing
磁石ローラ11aは、スリーブローラ11bの周方向に沿ってN1,S1,N3,N2,S2の5つの磁極を有する。これらの磁極のうち、主磁極N1は、感光体ドラム7と対向する現像領域の位置に配置されており、また、スリーブローラ11b上の現像剤を剥離するための反発磁界を発生させる同極部N3,N2は、第1の現像槽10の内部に対向した位置に配置されている。現像ローラ11のスリーブローラ11bは、対向部において感光体ドラム7の回転方向と逆向きに回転する。
The
搬送スクリュー12は、第1の現像槽10に現像ローラ11の回転軸方向に沿って延在している。搬送スクリュー12は、回転軸12aの周囲に螺旋状の羽根12bを備えている。羽根12bは、搬送スクリュー12を回転すると、第2の連通口120側から第1の連通口110側へ現像剤が搬送される方向に形成されている。このような構成により、搬送スクリュー12は、現像剤を現像ローラ11へ直接的又は間接的に供給するとともに、長手方向(第2の連通口120側から第1の連通口110側)へ搬送し、第1の連通口110を介して現像剤を第2の現像槽20へ送り込む。よって、搬送スクリュー12が配設された第1の現像槽10には、現像剤を第2の連通口120側から第1の連通口110側へ搬送する搬送経路が形成されている。
The conveying
本実施の形態では、搬送スクリュー12は、回転軸12aの周囲に順巻き羽根である螺旋状の羽根12bを備えた例を説明したが、これに限らず、搬送スクリュー12の上流側端部に逆巻き部及び円板状の部材を設けてもよい。このようにすれば、第1の現像槽10を循環しきれない余剰の現像剤が逆巻き部及び円板状の部材を乗り越え、それらを第1の現像槽10の搬送方向上流側端部(右端部)に設けられた排出口19から流出させることができる。
In the present embodiment, the
図4及び図6に示すように、第2の現像槽20内に配設されている第1の攪拌スクリュー21及び第2の攪拌スクリュー22(攪拌搬送手段)は、第2の現像槽20内の仕切り壁100の直下に配設され、前記搬送スクリュー12の回転軸方向に沿って互いに平行に延在している。第1の攪拌スクリュー21及び第2の攪拌スクリュー22の回転方向は、互いに対向する位置において、それぞれの周面が下方向から上方向へ離反する方向に回転することが好ましい。なお、第1の攪拌スクリュー21及び第2の攪拌スクリュー22の回転方向は、これに限らず、種々の変更が可能である。
As shown in FIGS. 4 and 6, the
ここで、本実施の形態の現像装置1における特徴的な構成について、図5を参照して説明する。現像装置1は、第2の現像槽20に配設されている第1の攪拌スクリュー21又は第2の攪拌スクリュー22のうち、いずれか一方の攪拌スクリューが第2の連通口120と対向し、他方の攪拌スクリューは第2の連通口120と対向しない構成としてある。具体的には、図5に示すように、第2の連通口120と対向する攪拌スクリューは、例えば、第2の攪拌スクリュー22のみであり、第1の攪拌スクリュー21の上方は仕切り壁100により覆われている。
Here, a characteristic configuration of the developing
斯かる構成により、第1の攪拌スクリュー21の搬送経路からガイド25を越えて第2の攪拌スクリュー22の搬送経路への現像剤の送り込みが促進され、現像剤を円滑に第2の連通口120へ送り込むことができる。
With such a configuration, the feeding of the developer from the conveyance path of the first stirring
図6に戻り、第1の攪拌スクリュー21の下流側の軸端を支持する前記第2の現像槽の鉛直壁部は、第2の攪拌スクリュー22の下流側の軸端を支持する鉛直壁部よりも現像剤搬送方向上流側で、かつ、第2の連通口120の手前側に位置している。
Returning to FIG. 6, the vertical wall portion of the second developing tank that supports the downstream shaft end of the first stirring
第1の攪拌スクリュー21及び第2の攪拌スクリュー22のそれぞれは、回転軸21a,22aの周囲に螺旋状の羽根21b、22bを備えている。羽根21b,22bは、第1の攪拌スクリュー21及び第2の攪拌スクリュー22を回転すると、第1の連通口110側から第2の連通口120側へ現像剤が搬送される方向(図6(a)に示すa方向)に形成されている。
Each of the first stirring
つまり、第1の攪拌スクリュー21及び第2の攪拌スクリュー22は、現像剤を長手方向(第1の連通口110側から第2の連通口120側)へ搬送し、第2の連通口120を介して現像剤を第1の現像槽10へ送り込む。すなわち、第1の攪拌スクリュー21及び第2の攪拌スクリュー22が配設された第2の現像槽20には、第1の現像槽10とは逆方向に現像剤を搬送する搬送経路aが形成されている。なお、第1の攪拌スクリュー21及び第2の攪拌スクリュー22のそれぞれの回転数は、各スクリューの回転数を異ならせることが現像剤の攪拌性を向上させるうえで好ましい。例えば、第1の攪拌スクリュー21及び第2の攪拌スクリュー22のユニットを図示しない制御部により各スクリューの回転数を制御可能に構成してもよい。また、例えば、各スクリューを駆動するギアのギア比を異ならせることにより、それぞれの回転数を異ならせることも可能である。
In other words, the first stirring
また、第1の攪拌スクリュー21及び第2の攪拌スクリュー22のそれぞれには、回転軸方向(図6(a)に示すa方向)に搬送される現像剤を羽根21b,22bの径方向に攪拌・分散させ、第2の現像槽20の軸方向に均一に所定量の現像剤を分布させる矩形状のリブ21c,22cが固着されている。具体的には、リブ21cは羽根21bの上流側位置であって回転軸21aの外周面に固着されているとともに、第1の攪拌スクリュー21の回転軸方向に平行な同一平面上に配設されている。同様に、リブ21cも羽根22bの上流側位置であって回転軸22aの外周面に固着されているとともに、第2の攪拌スクリュー22の回転軸方向に平行な同一平面上に配設されている。
Further, in each of the first stirring
第1の攪拌スクリュー21と第2の攪拌スクリュー22との間に位置する第2の現像槽20内の底部には、第1の攪拌スクリュー21と第2の攪拌スクリュー22の回転軸方向の一端側から他端側にわたって突起状のガイド25が形成されている。ガイド25における第1の攪拌スクリュー21及び第2の攪拌スクリュー22の回転軸21a,22aの軸方向と直交する断面形状は、裾野部が末広がり状の山形になっており、第1の攪拌スクリュー21及び第2の攪拌スクリュー22それぞれの最外側部と前記底部との隙間が所定距離となるよう形成されている。
At the bottom of the second developing
第1の攪拌スクリュー21及び第2の攪拌スクリュー22と前記搬送スクリュー12とを比較すれば明らかなように、互いに平行に配設されている第1の攪拌スクリュー21及び第2の攪拌スクリュー22のスクリュー径は、前記搬送スクリュー12のスクリュー径よりも小径に形成されている。これにより、現像装置1本体の鉛直方向及び水平方向に要するスペースを小さくすることができる。
As is apparent from a comparison of the first stirring
なお、第1の攪拌スクリュー21又は第2の攪拌スクリュー22のうち、第2の連通口120に対向する一の攪拌スクリューの搬送方向は、該一の攪拌スクリューの上流側端部から第2の連通口120の上流側近傍領域までの搬送方向と、第2の連通口120の上流側近傍領域から該一の攪拌スクリューの下流側端部までの搬送方向とを逆方向となるよう構成してもよい。具体的には、図7に示すように、第2の連通口120の上流側近傍領域を含む下流側の領域Sに対向する第2の攪拌スクリュー22を現像剤の搬送方向aとは逆方向(b方向)となる羽根22dを設け、羽根22dの取付けピッチを前記羽根21b,22bよりも小さく形成して現像剤の搬送方向に対して制動力を付与してもよい。
Of the first stirring
斯かる構成とすることで、第2の現像槽20内でa方向に搬送され、第2の連通口120とその近傍に存在する現像剤に対して前記a方向とは逆方向の搬送力を付与することにより、第2の連通口120で現像剤が滞留することを防止することができる。このように、第2の連通口120での現像剤の滞留を防止することができる結果、濃度むら、かぶり、トナー飛散及び縦白スジ等の不具合の発生を防止することができる。
By adopting such a configuration, the conveying force in the direction opposite to the a direction is applied to the developer that is conveyed in the a direction in the second developing
また、第2の連通口120と対向しない他の一の攪拌スクリューの下流側端部に、上流側から搬送される現像剤の動きを規制して第2の連通口120へ送り込むための規制手段を設けてもよい。具体的には、図7に示すように、第2の連通口120と対向しない第1の攪拌搬送スクリュー21の下流側端部に現像剤の搬送方向aとは逆方向(b方向)となる羽根21dを設けてもよい。
Further, a regulating means for regulating the movement of the developer conveyed from the upstream side to the second communicating
斯かる構成とすることで、現像剤を第2の連通口120へ円滑に送り込むことができるとともに、第1の攪拌搬送スクリュー21の下流側軸端部を支持する鉛直壁部が受ける力を緩和し、第1の攪拌搬送スクリュー21及び第2の攪拌スクリュー22を駆動するのに必要なトルクを減少させることができる。なお、羽根21dに代えて、円板状の部材やパドル部を設けても前述と同様の作用効果を得ることができる。
With such a configuration, the developer can be smoothly fed into the
3.現像装置に使用する現像剤
本実施形態において、現像剤はトナー、該トナーを帯電するためのキャリアおよび逆極性粒子を含んでなるものである。トナーは一般に用いられている公知のトナーでよく、特に限定するものではない。バインダー樹脂中に着色剤や、必要に応じて荷電制御剤や離型剤等を含有させ、外添剤を処理したものを用いることができる。トナー粒径としては、これに限定するものではないが、例えば、3〜15μm程度が好ましい。このようなトナーを製造するにあたっては、一般に使用されている公知の方法で製造することができ、例えば、粉砕法、乳化重合法、懸濁重合法等を用いて製造することができる。
3. Developer Used in Developing Device In the present embodiment, the developer comprises toner, a carrier for charging the toner, and reverse polarity particles. The toner may be a known toner that is generally used, and is not particularly limited. It is possible to use a binder resin containing a colorant and, if necessary, a charge control agent, a release agent, or the like and treating an external additive. The toner particle diameter is not limited to this, but is preferably about 3 to 15 μm, for example. In manufacturing such a toner, it can be manufactured by a publicly known method, for example, a pulverization method, an emulsion polymerization method, a suspension polymerization method, or the like.
トナーに使用するバインダー樹脂としては、これに限定されるものではないが、例えば、スチレン系樹脂(スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体)やポリエステル樹脂、エポキシ系樹脂、塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。これらの樹脂単体もしくは複合体により、軟化温度が80〜160℃の範囲のものを、またガラス転移点が50〜75℃の範囲のものを用いることが好ましい。 The binder resin used in the toner is not limited to this. For example, styrene resin (monopolymer or copolymer containing styrene or a styrene-substituted product), polyester resin, epoxy resin, vinyl chloride Resins, phenol resins, polyethylene resins, polypropylene resins, polyurethane resins, silicone resins and the like can be mentioned. It is preferable to use those having a softening temperature in the range of 80 to 160 ° C. and those having a glass transition point in the range of 50 to 75 ° C., depending on the resin alone or the composite.
また、着色剤としては、一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、活性炭、マグネタイト、ベンジンイエロー、パーマネントイエロー、ナフトールイエロー、フタロシアニンブルー、ファーストスカイブルー、ウルトラマリンブルー、ローズベンガル、レーキーレッド等を用いることができ、一般に前記のバインダー樹脂100重量部に対して2〜20重量部の割合で用いることが好ましい。 Further, as the colorant, known ones that are generally used can be used. For example, carbon black, aniline black, activated carbon, magnetite, benzine yellow, permanent yellow, naphthol yellow, phthalocyanine blue, first sky blue, ultra Marine blue, rose bengal, lake red or the like can be used, and it is generally preferable to use 2 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
また、前記の荷電制御剤としても、公知のものを用いることができ、正帯電性トナー用の荷電制御剤としては、例えばニグロシン系染料、4級アンモニウム塩系化合物、トリフェニルメタン系化合物、イミダゾール系化合物、ポリアミン樹脂などがある。負帯電性トナー用荷電制御剤としては、Cr、Co、Al、Fe等の金属含有アゾ系染料、サリチル酸金属化合物、アルキルサリチル酸金属化合物、カーリックスアレーン化合物などがある。荷電制御剤は一般に前記のバインダー樹脂100重量部に対して0.1〜10重量部の割合で用いることが好ましい。 Also, known charge control agents can be used, and examples of charge control agents for positively chargeable toners include nigrosine dyes, quaternary ammonium salt compounds, triphenylmethane compounds, imidazoles. System compounds and polyamine resins. Examples of the charge control agent for negatively chargeable toners include metal-containing azo dyes such as Cr, Co, Al, and Fe, salicylic acid metal compounds, alkyl salicylic acid metal compounds, and curlyx arene compounds. In general, the charge control agent is preferably used at a ratio of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
また、前記の離型剤としても、一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、カルナバワックス、サゾールワックス等を単独あるいは2種類以上組み合わせて使用することができ、一般に前記のバインダー樹脂100重量部に対して0.1〜10重量部の割合で用いることが好ましい。 Also, as the above-mentioned mold release agent, known ones that are generally used can be used. For example, polyethylene, polypropylene, carnauba wax, sazol wax and the like can be used alone or in combination of two or more. In general, it is preferably used at a ratio of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
また、前記の外添剤としても、一般に使用されている公知のものを用いることができ、流動性改善例えば、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム等の無機微粒子や、アクリル樹脂、スチレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂微粒子を使用することができ、特にシランカップリング剤やチタンカップリング剤やシリコンオイル等で疎水化したものを用いるのが好ましい。そして、このような流動化剤を前記のトナー100重量部に対して0.1〜5重量部の割合で添加させて用いるようにする。外添剤の個数平均一次粒径は10〜100nmであることが好ましい。 In addition, as the external additive, known ones that are generally used can be used, and fluidity improvement, for example, inorganic fine particles such as silica, titanium oxide, aluminum oxide, acrylic resin, styrene resin, silicone resin, etc. In addition, resin fine particles such as a fluororesin can be used, and it is particularly preferable to use a resin that has been hydrophobized with a silane coupling agent, a titanium coupling agent, silicon oil, or the like. Then, such a fluidizing agent is added at a ratio of 0.1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner. The number average primary particle size of the external additive is preferably 10 to 100 nm.
キャリアとしては、特に限定されず、一般に使用されている公知のキャリアを使用することができ、バインダー型キャリアやコート型キャリアなどが使用できる。キャリア粒径としてはこれに限定されるものではないが、15〜100μmが好ましい。 The carrier is not particularly limited, and a commonly used carrier can be used, and a binder type carrier, a coat type carrier, and the like can be used. Although it is not limited to this as a carrier particle size, 15-100 micrometers is preferable.
バインダー型キャリアは、磁性体微粒子をバインダー樹脂中に分散させたものであり、キャリア表面に正または負帯電性の帯電性微粒子を固着させたり、表面コーティング層を設けたりすることもできる。バインダー型キャリアの極性等の帯電特性は、バインダー樹脂の材質、帯電性微粒子、表面コーティング層の種類によって制御することができる。バインダー型キャリアに用いられるバインダー樹脂としては、ポリスチレン系樹脂に代表されるビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの熱可塑性樹脂、フェノール樹脂等の硬化性樹脂が例示される。 The binder type carrier is obtained by dispersing magnetic fine particles in a binder resin, and positive or negative chargeable fine particles can be fixed on the carrier surface, or a surface coating layer can be provided. Charging characteristics such as polarity of the binder type carrier can be controlled by the material of the binder resin, the chargeable fine particles, and the type of the surface coating layer. Examples of the binder resin used for the binder-type carrier include thermoplastic resins such as vinyl resins, polyester resins, nylon resins, polyolefin resins, and the like typified by polystyrene resins, and curable resins such as phenol resins. .
バインダー型キャリアの磁性体微粒子としては、マグネタイト、ガンマ酸化鉄等のスピネルフェライト、鉄以外の金属(Mn、Ni、Mg、Cu等)を一種または二種以上含有するスピネルフェライト、バリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライト、表面に酸化層を有する鉄や合金の粒子を用いることができる。その形状は粒状、球状、針状のいずれであってもよい。特に、高磁化を要する場合には、鉄系の強磁性微粒子を用いることが好ましい。また、化学的な安定性を考慮すると、マグネタイト、ガンマ酸化鉄を含むスピネルフェライトやバリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライトの強磁性微粒子を用いることが好ましい。強磁性微粒子の種類及び含有量を適宜選択することにより、所望の磁化を有する磁性樹脂キャリアを得ることができる。磁性体微粒子は磁性樹脂キャリア中に50〜90重量%の量で添加することが適当である。 Magnetic fine particles of the binder type carrier include spinel ferrite such as magnetite and gamma iron oxide, and magnets such as spinel ferrite and barium ferrite containing one or more metals other than iron (Mn, Ni, Mg, Cu, etc.). Plumbite type ferrite, iron or alloy particles having an oxide layer on the surface can be used. The shape may be granular, spherical, or needle-shaped. In particular, when high magnetization is required, it is preferable to use iron-based ferromagnetic fine particles. In consideration of chemical stability, it is preferable to use ferromagnetic fine particles of magnetoplumbite type ferrite such as spinel ferrite and barium ferrite containing magnetite and gamma iron oxide. A magnetic resin carrier having a desired magnetization can be obtained by appropriately selecting the type and content of the ferromagnetic fine particles. The magnetic fine particles are suitably added in an amount of 50 to 90% by weight in the magnetic resin carrier.
バインダー型キャリアの表面コート剤としては、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂等が用いられ、これらの樹脂を表面にコートし硬化させてコート層を形成することにより、帯電付与能力を向上させることができる。バインダー型キャリアの表面への帯電性微粒子あるいは導電性微粒子の固着は、例えば、磁性樹脂キャリアと微粒子とを均一混合し、磁性樹脂キャリアの表面にこれら微粒子を付着させた後、機械的・熱的な衝撃力を与え、微粒子を磁性樹脂キャリア中に打ち込むようにして固定することにより行なわれる。この場合、微粒子は、磁性樹脂キャリア中に完全に埋設されるのではなく、その一部を磁性樹脂キャリア表面から突き出すようにして固定される。帯電性微粒子としては、有機、無機の絶縁性材料が用いられる。 Silicone resin, acrylic resin, epoxy resin, fluorine-based resin, etc. are used as the surface coating agent for the binder type carrier, and these resins are coated on the surface and cured to form a coat layer. Can be improved. For example, the charging fine particles or the conductive fine particles can be fixed to the surface of the binder type carrier by, for example, mixing the magnetic resin carrier and the fine particles uniformly and adhering the fine particles to the surface of the magnetic resin carrier. By applying a strong impact force and fixing the fine particles so as to be driven into the magnetic resin carrier. In this case, the fine particles are not completely embedded in the magnetic resin carrier, but are fixed so that a part thereof protrudes from the surface of the magnetic resin carrier. As the chargeable fine particles, organic or inorganic insulating materials are used.
具体的には、有機系としては、ポリスチレン、スチレン系共重合物、アクリル樹脂、各種アクリル共重合物、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂およびこれらの架橋物等の有機絶縁性微粒子を用いることができ、帯電レベルおよび極性については、素材、重合触媒、表面処理等により、所望するレベルの帯電および極性を得ることができる。また、無機系としては、シリカ、二酸化チタン等の負帯電性の無機微粒子や、チタン酸ストロンチウム、アルミナ等の正帯電性の無機微粒子などが用いられる。 Specifically, organic insulating fine particles such as polystyrene, styrene-based copolymers, acrylic resins, various acrylic copolymers, nylon, polyethylene, polypropylene, fluororesin, and cross-linked products thereof may be used as the organic type. Regarding the charge level and polarity, a desired level of charge and polarity can be obtained by a material, a polymerization catalyst, a surface treatment, and the like. Further, as the inorganic type, negatively charged inorganic fine particles such as silica and titanium dioxide, and positively charged inorganic fine particles such as strontium titanate and alumina are used.
一方、コート型キャリアは磁性体からなるキャリアコア粒子に樹脂コートがなされてなるキャリアであり、コート型キャリアにおいてもバインダー型キャリアと同様、キャリア表面に正または負帯電性の帯電性微粒子を固着させたりできる。コート型キャリアの極性等の帯電特性は、表面コーティング層の種類や帯電性微粒子により制御することができ、バインダー型キャリアと同様の材料を用いることができる。特に、コート樹脂はバインダー型キャリアのバインダー樹脂と同様の樹脂が使用可能である。 On the other hand, a coated carrier is a carrier in which a carrier core particle made of a magnetic material is coated with a resin, and also in a coated carrier, positively or negatively chargeable fine particles are fixed on the surface of a carrier in the same manner as a binder carrier. You can. Charging characteristics such as polarity of the coat type carrier can be controlled by the type of the surface coating layer and the chargeable fine particles, and the same material as the binder type carrier can be used. In particular, the same resin as the binder resin of the binder type carrier can be used as the coating resin.
4.画像形成装置の動作
次に、前記構成からなる画像形成装置Tの動作について説明する。画像形成時は、画像を読み取って得られたカラープリントデータ、又はパーソナルコンピュータ等から出力された画像データは、所定の信号処理が施された後、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の各色の画像信号として、各画像形成ユニット60に送信される。
4). Operation of Image Forming Apparatus Next, the operation of the image forming apparatus T having the above configuration will be described. At the time of image formation, color print data obtained by reading an image or image data output from a personal computer or the like is subjected to predetermined signal processing, and then yellow (Y), magenta (M), cyan ( C) and image signals of black (Bk) are transmitted to the respective
各画像形成ユニット60では、それぞれの感光体ドラム7上に画像信号で変調されたレーザ光を投射して画像潜像を形成する。そして、現像装置1から感光体ドラム7にトナーを供給する。現像装置1では、第1の攪拌スクリュー21及び第2の攪拌スクリュー22を回転駆動することにより、第2の現像槽20内に収容された現像剤を攪拌しながら循環させる。そして、搬送スクリュー12から現像ローラ11に現像剤を供給し、規制部材15によって掻き落として一定量とした後、感光体ドラム7へと搬送する。
In each
これにより、各感光体ドラム7上にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像がそれぞれ形成される。形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像は、1次転写部3で、移動する中間転写ベルト32上に順次重ね合わせて1次転写される。このようにして中間転写ベルト32上に形成された重ね合わせトナー画像は、中間転写ベルト6の移動に従って2次転写部4へと移動し、二次転写ローラ40に印加された電圧により中間転写ベルト32に形成されたトナー像を記録媒体Pに転写する。
As a result, yellow, magenta, cyan, and black toner images are formed on the respective photosensitive drums 7. The formed yellow, magenta, cyan, and black toner images are primary-transferred by the primary transfer unit 3 while being sequentially superimposed on the moving
そして、定着ユニット5により、X’方向に搬送されてくるトナー像が転写された記録媒体Pに対して熱及び圧力を加えることにより、記録媒体Pにトナー像を定着させる。中間転写ベルト32上に残った転写残りトナーは図示しない清掃手段により、中間転写ベルト32から掻き取られる。
Then, the fixing
次に、図2、図4、図5及び図6を参照して本実施の形態の現像装置1の攪拌・循環について説明する。供給口29から補給されたトナーは、現像装置1の第2の現像槽20に補給される。例えば、第1の攪拌スクリュー21がスクリュー搬送方向の上流側から見て反時計回り方向に回転し、第2の攪拌スクリュー22がスクリュー搬送方向の上流側から見て時計回り方向に回転すると、補給された現像剤は第2の攪拌スクリュー22により、第1の攪拌スクリュー21と反対側の垂直壁部に沿って上から下に搬送される。
Next, agitation / circulation of the developing
その後、現像剤は第1の攪拌スクリュー21の搬送路内で攪拌されつつ、ガイド25を越えて第2の攪拌スクリュー22の搬送路へ送られるとともに、長手方向(図5(a)に示す矢印a方向)に搬送される。また、現像剤は第2の攪拌スクリュー22の搬送路内で攪拌されつつ、ガイド25を越えて第1の攪拌スクリュー21の搬送路へ送られるとともに、長手方向(図5(a)に示す矢印a方向)に搬送される。このようにして、各攪拌スクリュー21,22の搬送路内の現像剤は、第1の攪拌スクリュー21及び第2の攪拌スクリュー22によって攪拌・搬送されることとなる。
Thereafter, the developer is agitated in the conveying path of the first agitating
ここで、第1の攪拌スクリュー21と第2の攪拌スクリュー22との間にあるガイド25は現像剤の搬送方向を長手方向に送る時の速度向上の補助をしつつ、第1の攪拌スクリュー21の搬送路から第2の攪拌スクリュー22の搬送路、またその逆へ現像剤を送る補助機能も備えている。第1の攪拌スクリュー21と第2の攪拌スクリュー22は、互いに対向する部分において例えば、下から上に回転し、リブ21c,22cの回転運動により推進力を得て現像剤がガイド25に沿ってその回転方向に送られるので現像剤の攪拌を良好に行うことができる。
Here, the
第2の現像槽20内の搬送経路において、第2の連通口120の上流側近傍領域を含む下流側の領域Sに面する第1の攪拌スクリュー21及び第2の攪拌スクリュー22には、現像剤の搬送方向aとは逆方向(b方向)となる羽根21d,22dを設けられているので、第2の連通口120の上流側近傍領域において現像剤は搬送方向に対して制動される。そして、制動された現像剤の一部は、第1の攪拌スクリュー21と第2の攪拌スクリュー22とにより続いて搬送されてくる現像剤に押し出されて互いに合流し、第2の連通口120を介して直上に位置する第1の現像槽10内における搬送スクリュー12の上流側近傍に現像剤を円滑に送りこむことができる。この羽根21d,22dにより、現像剤搬送方向における現像装置1の第1の現像槽10及び第2の現像槽20が受ける力、ひいては第1の攪拌スクリュー21及び第2の攪拌スクリュー22が受ける力が軽減されるので現像装置1を駆動するのに必要なトルクを減少させることができる。
In the transport path in the second developing
第2の連通口120を介して第1の現像槽10内に送り込まれた所定量の現像剤は、搬送スクリュー12の回転に伴い、第1の連通口110に向けて搬送される。そして、所定量の現像剤は、搬送スクリュー12の上流側端部に設けられた図示しない円板状の部材により排出口19の手前で堰き止められて一定量貯留する。しかし、その後、さらに現像剤が送られてくると、現像剤は円板状の部材を乗り越えて排出口19の方へ進入するとともに、該排出口19から排出される。このように、ある一定量を越えた現像剤が送られてくるまでは排出口19へ送らずにすむので、必要がない場合に現像剤を減少させることはない。したがって、循環搬送路内で現像剤の量が少なくなり過ぎるのを回避することができる。
A predetermined amount of developer fed into the first developing
現像装置1にて十分に攪拌・搬送され正規に帯電することができた現像剤は、第1の現像槽10内で現像ローラ11へ供給されつつ、長手方向へ搬送される。搬送スクリュー12により搬送された現像剤は、現像剤搬送方向下流の第1の連通口110を介して第1の現像槽10から第2の現像槽20へと送られる。さらに、第1の攪拌スクリュー21の搬送経路からガイド25を越えて第2の攪拌スクリュー22の搬送経路へ送られる。このとき、第2の連通口120と対向する攪拌スクリューは、第2の攪拌スクリュー22のみであり、第1の攪拌スクリュー21の上方は仕切り壁100により覆われている。このため、第1の攪拌スクリュー21の搬送経路からガイド25を越えて第2の攪拌スクリュー22の搬送経路への現像剤の送り込みが促進され、現像剤を円滑に第2の連通口120へ送り込むことができる。このように、現像装置1での現像剤の良好な循環バランスが確保されている。
The developer that has been sufficiently stirred and conveyed by the developing
一方、現像装置1は、第2の現像槽20の現像剤搬送方向の下流側のトナー濃度センサ200によりトナー濃度が検知される。そして、そのトナー濃度及び画像形成時の画像情報に基づいて現像剤補給量が決定され、現像剤が充填された図示しないホッパーから供給口29へ現像剤補給が行われる。
On the other hand, in the developing
5.実験例
以下、本発明にかかる現像装置1及びこれを備えた画像形成装置Tにおいて、第1の攪拌スクリュー21及び第2の攪拌スクリュー22が低速で回転しても画像品質の悪化を招くことなく良好な画像を得ることができるか否かの効果を確認するための実験例について説明する。実験条件は図8に示したとおりである。画像濃度むらに関しては、画像上明らかに確認できるものを「×」、かすかに確認できるものを「△」、確認できないものと「○」として評価した。画像出力条件としては、A4印字率100%連続100枚、印字率0%10枚を1セット、5セット連続したときの画像にて確認した。各搬送スクリューの回転数が200rpm、400rpm、600rpmは紙の出力枚数が毎分40枚、80枚、120枚に相当するものである。
5. Experimental Examples Hereinafter, in the developing
図中の第1の攪拌スクリュー21及び第2の攪拌スクリュー22の端部変更欄の「逆巻き」とは、前記各攪拌スクリュー21,22の下流側端部に逆巻き部を設けたものである(図6参照)。また、「パドル」とは、前記各攪拌スクリュー21,22の下流側端部にパドル部を設けたものである。「なし」とは、前記各攪拌スクリュー21,22の下流側端部に逆巻き部あるいはパドル部を設けていない構成を示す。さらに、「短い」とは、第2の連通口120と対向しない攪拌スクリューを示すものである。
The “reverse winding” in the end change column of the first stirring
図9に示す現像装置1では、搬送スクリュー12の回転数が600rpm時において画像濃度むらを解消するため、第1の攪拌スクリュー21及び第2の攪拌スクリュー22の回転数を順次高めたが、800rpm〜1250rpmの間で現像剤が漏れる結果となった。
In the developing
図9に示す現像装置2では、第2の連通口120と対向しない第2の攪拌スクリュー22の軸方向の長さを第1の攪拌スクリュー21よりも例えば、50mm短くし、第2の連通口120の軸方向の長さを例えば、40mmに設定した。この実験例によると、第1の攪拌スクリュー21及び第2の攪拌スクリュー22の回転速度が低速であっても良好な画質を得ることができるとともに、搬送スクリュー12の回転数が600rpmあっても現像剤の漏れがないことが確認できた。
In the developing device 2 shown in FIG. 9, the axial length of the second stirring
図9に示す現像装置3では、第1の攪拌スクリュー21の回転数を第2の攪拌スクリュー22の回転数に対して1.2倍とし、第2の連通口120の軸方向の長さを例えば、40mmに設定した。第2の攪拌スクリュー22の軸方向の長さは、現像装置2の場合と同じである。この実験例によると、第1の攪拌スクリュー21及び第2の攪拌スクリュー22極低回転域を除く、低回転域、中回転域及び高回転域で良好な画質を得ることができた。
In the developing device 3 shown in FIG. 9, the rotational speed of the first stirring
図9に示す現像装置4では、第1の攪拌スクリュー21の下流側端部に逆巻き部を設け、第1の攪拌スクリュー21の回転数を第2の攪拌スクリュー22の回転数に対して1.2倍とし、第2の連通口120の軸方向の長さを例えば、40mmに設定した。第2の攪拌スクリュー22の軸方向の長さは、現像装置2の場合と同じである。この実験例によると、画像濃度むらについては、現像装置3と同様で、現像剤の漏れを解消するという結果が得られた。
In the developing
図9に示す現像装置5では、第1の攪拌スクリュー21及び第2の攪拌スクリュー22の下流側端部に逆巻き部を設け、第1の攪拌スクリュー21の回転数を第2の攪拌スクリュー22の回転数に対して1.2倍とし、第2の連通口120の軸方向の長さを例えば、40mmに設定した。第2の攪拌スクリュー22の軸方向の長さは、現像装置2の場合と同じである。この実験例によると、搬送スクリュー12、第1の攪拌スクリュー21及び第2の攪拌スクリュー22の回転数が低速域から高速域のほぼ全域にわたって画像品質の悪化を招くことなく良好な画像を得ることができる。また、現像剤の漏れも防ぐことができた。
In the developing
図9に示す現像装置6では、現像装置5の第2の攪拌スクリュー22の下流側端部に設けられた逆巻き部に代えて、パドル部を設けた。その他の条件については現像装置5と同じである。この実験例によると、現像装置5と同様に、搬送スクリュー12、第1の攪拌スクリュー21及び第2の攪拌スクリュー22の回転数が低速域から高速域のほぼ全域にわたって画像品質の悪化を招くことなく良好な画像を得ることができる。また、現像剤の漏れも防ぐことができた。
In the developing device 6 shown in FIG. 9, a paddle portion is provided instead of the reverse winding portion provided at the downstream end portion of the second stirring
図9に示す現像装置7では、現像装置6の搬送スクリュー12のスクリュー径を30mmから40mmに変更し、第1の攪拌スクリュー21及び第2の攪拌スクリュー22のスクリュー径を20mmから25mmに変更した。その他の条件については現像装置6と同じである。この実験例によると、現像装置5,6と同様に、搬送スクリュー12、第1の攪拌スクリュー21及び第2の攪拌スクリュー22の回転数が低速域から高速域のほぼ全域にわたって画像品質の悪化を招くことなく良好な画像を得ることができる。また、現像剤の漏れも防ぐことができた。
In the developing device 7 shown in FIG. 9, the screw diameter of the conveying
なお、前述の実験例においては、現像ローラ11の回転方向は時計回り方向又は反時計回り方向であってもよい。また、現像剤の搬送量も同じであっても異なっていてもよいし、印加するバイアスも同じであっても異なっていてもよい。現像ローラ11の回転数も一定回転でも回転数を制御してもよい。さらに、現像剤は20μmと40μmと60μmの粒子径のキャリアを用いても同様の効果が得ることが確認できたが、これに限るものではない。
In the above experimental example, the rotation direction of the developing
本実施の形態では、キャリアはトナーと同時にホッパーから補給しているが、キャリア単体で補給してもよい。さらには、現像装置1内のトナー濃度と同程度に補給してもよいし、キャリアを補給しないシステム(この場合、排出手段を設けない。)であってもよい。
In this embodiment, the carrier is replenished from the hopper simultaneously with the toner, but may be replenished by a single carrier. Further, it may be replenished to the same level as the toner density in the developing
今回、開示した実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は、上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲での全ての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed herein are illustrative and not limiting. The present invention is defined by the scope of the claims, rather than the scope described above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.
本発明は、上記実施の形態で説明したトリクル方式の現像装置のほか、通常の二成分方式の現像装置にも適用可能である。 The present invention is applicable not only to the trickle-type developing device described in the above embodiment, but also to an ordinary two-component type developing device.
1 現像装置
2 露光ユニット
3 一次転写部
4 二次転写部
5 定着ユニット
7 感光体ドラム
10 第1の現像槽
11 現像ローラ
12 搬送スクリュー
15 規制部材
20 第2の現像槽
21 第1の攪拌スクリュー
22 第2の攪拌スクリュー
25 ガイド
100 仕切り壁
110 第1の連通口
120 第2の連通口
200 濃度センサ
T 画像形成装置
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記第1の現像槽は、
磁界発生手段を内包し、トナー及びキャリアの二成分からなる現像剤を感光体と対向する現像領域に担持搬送する現像剤担持体と、
前記第1の現像槽内に配設され、前記現像剤担持体に隣接して現像剤を前記現像剤担持体の軸方向に搬送しながら前記現像剤担持体に供給するスクリュー部材を含む供給搬送手段とを有し、
前記第2の現像槽は、
該第2の現像槽内に配設され、前記現像剤を攪拌・分散するとともに、前記供給搬送手段とは逆方向に該現像剤を搬送するスクリュー部材を含む攪拌搬送手段を有し、
前記第1の現像槽と第2の現像槽とが前記現像剤が流通する開口部が両端部に形成された隔壁を介して連通接続されることにより、前記現像剤の循環搬送経路が形成された現像装置であって、
前記隔壁の両端部に形成されている開口部は、前記供給搬送手段の下流側端部近傍から前記攪拌搬送手段の上流側端部近傍へ前記現像剤を受け渡す第1の連通口と、前記攪拌搬送手段の下流側端部近傍から前記供給搬送手段の上流側端部近傍へ前記現像剤を受け渡す第2の連通口とで構成され、
前記攪拌搬送手段は、前記現像剤の搬送方向に沿って互いに平行に配設された第1の攪拌搬送部材と第2の攪拌搬送部材とからなり、
前記第1の攪拌搬送部材及び第2の攪拌搬送部材のそれぞれは、前記現像剤を同一方向に搬送し、
前記第2の連通口は、前記第1の攪拌搬送部材又は第2の攪拌搬送部材のうちのいずれか一方の攪拌搬送部材と対向する上方であって、当該一方の攪拌搬送部材の下流端部近傍位置に形成され、他方の攪拌搬送部材の下流側の軸端を支持する前記第2の現像槽の鉛直壁部は、前記一方の攪拌搬送部材の下流側の軸端を支持する鉛直壁部よりも現像剤搬送方向上流側で、かつ、前記第2の連通口の手前側に位置することを特徴とする現像装置。 A first developing tank and a second developing tank disposed immediately below the first developing tank;
The first developing tank is
A developer carrier that contains magnetic field generating means and carries a developer composed of two components of toner and carrier to a development region facing the photoreceptor;
Supply conveyance including a screw member disposed in the first developer tank and supplying the developer to the developer carrier while conveying the developer in the axial direction of the developer carrier adjacent to the developer carrier. Means,
The second developing tank is
An agitating / conveying means including a screw member disposed in the second developing tank and agitating / dispersing the developer and conveying the developer in a direction opposite to the supply / conveying means;
The first developer tank and the second developer tank are connected to each other through a partition wall formed at both end portions through which the developer flows, thereby forming a circulation transport path for the developer. Development device,
Openings formed at both ends of the partition wall include a first communication port that delivers the developer from the vicinity of the downstream end of the supply transport unit to the vicinity of the upstream end of the stirring transport unit, A second communication port that delivers the developer from the vicinity of the downstream end of the agitation transport means to the vicinity of the upstream end of the supply transport means;
The agitating and conveying means comprises a first agitating and conveying member and a second agitating and conveying member disposed in parallel with each other along the developer conveying direction,
Each of the first stirring and conveying member and the second stirring and conveying member conveys the developer in the same direction,
The second communication port is an upper portion facing either one of the first stirring and conveying member or the second stirring and conveying member, and a downstream end portion of the one stirring and conveying member The vertical wall portion of the second developing tank that is formed in the vicinity and supports the downstream shaft end of the other stirring and conveying member is the vertical wall portion that supports the downstream shaft end of the one stirring and conveying member. A developing device, wherein the developing device is located on the upstream side in the developer conveying direction and on the near side of the second communication port.
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| JP2009291806A JP2011133596A (en) | 2009-12-24 | 2009-12-24 | Developing apparatus, and image forming apparatus including the same |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016061962A (en) * | 2014-09-18 | 2016-04-25 | シャープ株式会社 | Conveyance device, development device, and image formation device |
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2009
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