JP2006301164A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ２本の搬送手段によって現像剤が装置内を循環搬送される現像装置において、受け渡し領域での現像剤の移動を円滑に行え、現像剤を劣化させることがないようにする。
【解決手段】 現像剤の受け渡し領域であるスクリュー１，２の両端部において、スクリュー１，２の最下端での回転方向を、現像剤の搬送方向と同方向にする。ここでスクリュー１，２としては、軸部１１，２１が、２つの軸部材１１ａ，１１ｂ，２１ａ，２１ｂを連結手段１２，２２によって互いに反対方向に回転可能に連結されてなるものが好ましい。また現像剤の搬送性を向上させる観点からは、スクリュー１，２として、螺旋状の羽根１３，２３を軸部材１１，２１に形成したものが好ましい。
【選択図】 図４

Description

本発明は現像装置に関し、より詳細には２本の搬送手段を備え、装置内において現像剤を循環搬送する現像装置に関するものである。

トナーとキャリアとからなる、いわゆる２成分系の現像剤を用いた現像装置では、現像剤の撹拌混合が不充分であったり不均一であると、トナー濃度ムラや帯電量ムラなどが生じ、これに起因して画像濃度ムラが発生し良好な画像が得られなくなる。このため、現像剤の混合撹拌を充分に行わせるべく、図５及び図６に示すような現像装置が提案されている。図５は現像装置の垂直断面図であり、図６は平面図である。この現像装置は、複数の磁極を内蔵した回転自在の現像スリーブ３と、現像部へ搬送される現像スリーブ３上の現像剤量を規制する規制ブレード６と、水平方向に平行に配置され、互いに逆向きに現像剤を撹拌搬送する２本のスクリュー（搬送手段）１’，２’と、２本のスクリュー１’，２’の間に形成され、両スクリューの両端部において、一方のスクリューから他方のスクリューに現像剤の移動を可能とし、両端部以外での現像剤の移動を防ぐ仕切板４とを備える。

２本のスクリュー１’，２’は、螺旋状の羽根１３’，２３’が同じ傾斜角で軸部１１’，２１’に形成されたものであって、不図示の駆動機構によって同方向に回転し、現像剤を互いに逆方向に搬送する。そして、スクリュー１’，２’の両端部において一方のスクリューから他方のスクリューに現像剤が移動する。これによりトナーと磁性キャリアからなる現像剤は装置内を常に循環し撹拌されることになる。

一方現像スリーブ３は、表面に数μｍの凹凸を付けた金属製の円筒スリーブの内部に順に、現像磁極Ｎ₁、搬送磁極Ｓ₁、剥離磁極Ｎ₂、汲み上げ磁極Ｎ₃、ブレード磁極Ｓ₂の５つの磁極を配置した固定磁石を有してなる。現像スリーブ３が矢印方向に回転すると、汲み上げ磁極Ｎ₃の磁力によって、スクリュー１’から現像スリーブ３へ現像剤が汲み上げられる。現像スリーブ３の表面に担持された現像剤は、規制ブレード６により層規制された後、現像部へ搬送される。そして現像部では、現像スリーブ３に図示しないバイアス電圧が印加され、生じた現像電界により、帯電トナーが感光体ドラム（潜像担持体）５上の静電潜像に移動して現像がなされる。その後現像スリーブ３上の現像剤は、搬送磁極Ｓ₁によって装置内部に搬送され、剥離電極Ｎ₂によって現像スリーブ３から剥離して、スクリュー１’，２’によって装置内を再び循環搬送され、現像に供していない現像剤と混合撹拌される。そして汲み上げ極Ｎ₃によって、新たに現像剤がスクリュー１’から現像スリーブ３へ供給される。

現像装置内の現像剤量は通常、スクリュー１’，２’の軸部１１’，２１’が現像剤で隠れる程度にされている。現像剤量がこれよりも多いと、現像剤の循環搬送が遅くなって撹拌が不足し、トナー濃度ムラや帯電量ムラ、帯電不足が生じるおそれがあり、逆に現像剤量が少ないと、汲み上げ磁極Ｎ₃による現像剤の汲み上げ量が不足するおそれがあるからである。
特開２００３−１０７８５９号公報（特許請求の範囲、図２、図３）

このような２本のスクリュー１’，２’を平行に配置して装置内で現像剤を循環させる従来の装置には以下の課題があった。すなわち、２本のスクリュー１’，２’を同じ方向に回転させると、スクリュー２’からスクリュー１’へ現像剤が移動する領域では、スクリュー１’，２’の最下端での回転方向と現像剤の移動方向が同じとなり（図７（ａ）参照）、現像剤の移動が円滑に行われるが、スクリュー１’からスクリュー２’へ現像剤が移動する領域では、スクリュー１’，２’の最下端での回転方向と現像剤の移動方向が逆となり（同図（ｂ）参照）、現像剤の移動が円滑に行われず現像剤にストレスがかかり劣化するという問題があった。

また、２本のスクリュー１’，２’を反対の方向に回転させた場合には、スクリュー１’，２’の両端部において２本のスクリューの最下端での回転方向が反対となるため、スクリューの両端部で現像剤の移動が円滑に行われないという同様の問題が生じる。

このように受け渡し領域で現像剤の移動が円滑に行われないと、現像剤の撹拌内の循環時間が長くなったり、スクリューの軸方向に現像剤が偏り、その結果トナー補給が行われた時、トナーの拡散が遅れ、軸方向のトナー濃度や帯電量が不均一になるという問題が生じる。

スクリューの軸方向のトナー濃度や帯電量が不均一になると、得られる画像の画像濃度が不均一になったり、トナーが十分に帯電されていないときは画像にカブリが発生したり、トナー飛散を生じたりするおそれがある。

本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、受け渡し領域での現像剤の移動を円滑に行うことができ、現像剤を劣化させることがなく、また画像濃度ムラやカブリ、トナー飛散が発生せず良好な画像が得られる現像装置を提供することにある。

本発明によれば、現像剤を担持し、像担持体と対向する現像部に搬送する現像剤担持体と、軸部が水平方向に平行に並べて配置され、現像剤を軸方向に且つ逆方向に搬送する第１搬送手段と第２搬送手段と、第１搬送手段と第２搬送手段との間に形成され、両搬送手段の両端部において、一方の搬送手段から他方の搬送手段に現像剤の移動を可能とし、両端部以外での現像剤の移動を防ぐ仕切板とを備えた現像装置において、両端部における両搬送手段の最下端での回転方向を現像剤の搬送方向と同方向としたことを特徴とする現像装置が提供される。

ここで第１搬送手段および第２搬送手段の軸部が、２つの軸部材が連結手段によって互いに反対方向に回転可能に連結されてなるものであるが好ましい。

また現像剤の搬送性を向上させる観点からは、第１搬送手段および第２搬送手段として、螺旋状の羽根を軸部材に形成したスクリューを用いるのが好ましい。

本発明の現像装置では、搬送手段両端部の現像剤の受け渡し領域において、両搬送手段の最下端での回転方向を現像剤の搬送方向を同方向としたので、どちらの受け渡し領域でも現像剤が円滑に移動する。これにより、現像剤が劣化することがなく、また画像濃度ムラやカブリ、トナー飛散の発生を防止でき、良好な画像を得ることができるようになる。

第１搬送手段および第２搬送手段の軸部として、２つの軸部材が連結手段によって互いに反対方向に回転可能に連結されてなるものを用いると、装置を大型化することなく軸部を両端部で反対方向に回転させることができるようになる。

また第１搬送手段および第２搬送手段として、螺旋状の羽根を軸部材に形成したスクリューを用いると、現像剤の搬送性を一層向上させることができる。

以下、本発明に係る現像装置について図に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。

図１は、本発明に係る現像装置の一例を示す概略平面図である。この現像装置は、軸方向に間隔をおいて配置された一対の側壁７１ａ，７１ｂを含む箱状のハウジング７を備えており、現像スリーブ（現像剤担持体）３と、スクリュー（第１搬送手段）１、スクリュー（第２搬送手段）２とは、一対の側壁７１ａ，７１ｂ間に回転自在に且つ相互に平行に支持され、加えてスクリュー１の軸部１１とスクリュー２の軸部２１とは水平に配置されている。そしてスクリュー１とスクリュー２との間には、現像剤の移動を阻止する仕切板４が、両側端部を除き軸方向に形成されている。仕切板４が形成されていない両側端部には、スクリュー１とスクリュー２との間で現像剤を受け渡すことができる領域が形成されている。

スクリュー１，２は、それぞれ２つの軸部材１１ａ，１１ｂ、軸部材２１ａ，２１ｂが連結手段１２，２２によって独立して回転可能に同軸状に連結されてなり、それぞれの軸部材１１ａ，１１ｂ、軸部材２１ａ，２１ｂには互いに逆向き方向に螺旋状の羽根が形成されている。連結手段１２，２２の一例を図２に示す。図２では軸部１１を例に連結手段の例を説明するが、軸部２１についても同様の連結手段を用いることができる。同図（ａ）では、軸部材１１ｂに端部近傍に鍔状部１１１が形成され、この鍔状部１１１から軸方向外方に突出した突出部１１２に軸受１４が外嵌されている。一方軸部材１１ａの端部は拡径した円筒状部１１３が形成され、軸受１４にこの円筒状部１１３が外嵌している。これにより、軸部材１１ａ，１１ｂは独立して回転可能となる。また同図（ｂ）では、軸受１４を介さずに軸部材１１ｂの突出部１１２に軸部材１１ａの円筒状部１１３を外嵌してなる。この構造の場合、突出部１１２の外周と円筒状部１１３の内周とが直接摺動することになるので、突出部１１２及び円筒状部１１３の少なくとも一方の表面をフッ素系樹脂などで被覆しておくのが望ましい。

図１の右側方向（Ｄ方向）から見て、スクリュー１の軸部材１１ａが時計回りに回転し、軸部材１１ｂが反時計回りに回転する一方、軸部材１１ａ，１１ｂに形成された螺旋状の羽根２３ａ，２３ｂは、互いに反対方向に形成されている。このため、軸部材１１ａ，１１ｂが互いに反対方向に回転しても、現像剤は同じ方向（図の左から右へ向かう方向）へ搬送される。スクリュー２の場合も同様にして、軸部材２１ａは時計回りに回転し、軸部材２１ｂは反時計回りに回転する一方、軸部材２１ａ，２１ｂに形成された螺旋状の羽根は、互いに反対方向に形成されている。このため、軸部材２１ａ，２１ｂが互いに反対方向に回転しても、現像剤は同じ方向（図の右から左へ向かう方向）へ搬送される。したがって、現像剤は、従来と同様にスクリュー１，２によって現像装置内を循環搬送される。

図１のＡ−Ａ線断面図およびＢ−Ｂ線断面図を図３それぞれに示す。同図（ａ）から明らかなように、スクリュー２からスクリュー１へ現像剤が受け渡される領域では、スクリュー１，２の最下端での回転方向は現像剤の移動方向と同じ方向となる。また同図（ｂ）から理解されるように、スクリュー１からスクリュー２へ現像剤が受け渡される領域では、スクリュー１，２の最下端での回転方向は現像剤の移動方向と同じ方向となる。これにより、受け渡し領域において現像剤は、従来に比べて円滑に移動し、現像剤の劣化が格段に抑えられる。なお、図１の現像装置では現像剤を反時計回りに循環させているが、時計回りに循環させてももちろん構わない。ただしこの場合、スクリュー１，２の回転方向および羽根１３，２３の向きを前記の場合とすべて反対にする必要がある。現像剤の循環方向は、現像剤へトナーが補給されるときの補給口（不図示）の位置によって決定するのがよい。すなわち、補給口から現像スリーブ３に至る搬送経路が長くなる方の循環方向にすればよい。これにより、現像スリーブ３に現像剤が補給されるまでの間に、新しく補給されたトナーが既存の現像剤と充分に撹拌混合されるようになるからである。

軸部材１１ａ，１１ｂ及び軸部材２１ａ，２１ｂをそれぞれ反対方向に回転させる駆動機構の一例を図４に示す。同図（ａ）は図１の現像装置を左側（図１のＣ方向）から見た図で、同図（ｂ）は図１の現像装置を右側（図１のＤ方向）から見た図である。前述のように、軸部材１１ａ，１１ｂ及び軸部材２１ａ，２１ｂは連結手段によって互いに反対方向に回転可能であるから、これらの軸部材に対して現像装置の両側面からそれぞれ反対方向に回転する駆動を与える。すなわち、同図（ａ）に示すように、ハウジング７の側壁７１ａの外側には、不図示のモータから駆動が伝達される駆動ギアＧ₁₁が取り付けられ、この駆動ギアＧ₁₁に、現像スリーブ３の回転軸３１の一方側の端部に取り付けられたギアＧ₁₂が歯合している。これにより現像スリーブ３に回転駆動が伝えられる。また駆動ギアＧ₁₁には、ギアＧ₁₃が歯合し、このギアＧ₁₃に、軸部材１１ａの一方端に取り付けられたギアＧ₁₄が歯合している。そしてこのギアＧ₁₄に、ギアＧ₁₅が歯合し、このギアＧ₁₅に軸部材２１ａの一方端に取り付けられたギアＧ₁₆が歯合している。このようなギアの構成によって、駆動ギアＧ₁₁が反時計回りに回転すると、ギアＧ₁₂は時計回りに回転し、ギアＧ₁₄とギアＧ₁₆とは時計回りに回転する。これにより、現像スリーブと軸部材１１ａ、軸部材２１ａとはそれぞれギアＧ₁₂，ギアＧ₁₄，ギアＧ₁₆と同じ方向に回転する。

一方、図４（ｂ）に示すように、ハウジング７の側壁７１ｂの外側には、現像スリーブ３の他方端に取り付けられたギアＧ₂₁とギアＧ₂₂とが歯合し、このギアＧ₂₂に、軸部材１１ｂの一方端に取り付けられたギアＧ₂₃が歯合している。そして、ギアＧ₂₃にギアＧ₂₄が歯合し、このギアＧ₂₄に、軸部材２１ｂの一方端に取り付けられたギアＧ₂₅が歯合している。前述のように、ハウジング７の側壁７１ａに取り付けられた駆動ギアＧ₁₁の回転駆動によってギアＧ₁₂が回転し、現像スリーブ３が回転すると、現像スリーブ３の他方端に取り付けられたギアＧ₂₁が図４（ｂ）において反時計回りに回転する。これにより、ギアＧ₂₃とギアＧ₂₅とが反時計回りに回転し、軸部材１１ｂと軸部材２１ｂとが反時計方向に回転する。

図４に示した回転駆動機構は、一つの駆動源によって、現像スリーブと軸部材１１ａ，１１ｂ，２１ａ，２１ｂの駆動を行う機構であったが、これに限定されるものではなく、複数の駆動源によって現像スリーブと軸部材１１ａ，１１ｂ，２１ａ，２１ｂの駆動を行ってももちろん構わない。

以上説明した実施形態では、搬送手段としてスクリューを用いたが、これに限定されるものではなく、軸部にパドルや羽根など取り付けた従来公知のものを用いてもよい。ただ、現像剤の搬送性や混合性などの観点からはスクリューが好ましい。スクリューのピッチや外径は現像装置の大きさや現像剤量などから適宜決定すればよい。

本発明に係る現像装置の一例を示す概略水平断面図である。 連結手段の一例を示す概説図である。 図１のＡ−Ａ線断面図とＢ−Ｂ線断面図である。 駆動機構を示すためのハウジングの左右側面図である。 従来の現像装置の概説図である。 図５の従来の現像装置の平面図である。 従来の現像装置における現像剤の受け渡し領域の垂直断面図である。

符号の説明

１ スクリュー（第１搬送手段）
２ スクリュー（第２搬送手段）
３ 現像スリーブ（現像剤担持体）
４ 仕切板
５ 感光体ドラム（像担持体）
６ 規制ブレード
１１，２１ 軸部
１１ａ，１１ｂ 軸部材
１２，２２ 連結手段
１３ａ，１３ｂ 羽根
２１ａ，２１ｂ 軸部材
２３ａ，２３ｂ 羽根

Claims (3)

1. 現像剤を担持し、像担持体と対向する現像部に搬送する現像剤担持体と、軸部が水平方向に平行に並べて配置され、現像剤を軸方向に且つ逆方向に搬送する第１搬送手段と第２搬送手段と、第１搬送手段と第２搬送手段との間に形成され、両搬送手段の両端部において、一方の搬送手段から他方の搬送手段に現像剤の移動を可能とし、両端部以外での現像剤の移動を防ぐ仕切板とを備えた現像装置において、
   両端部における両搬送手段の最下端での回転方向を現像剤の搬送方向と同方向としたことを特徴とする現像装置。
2. 第１搬送手段および第２搬送手段の軸部が、２つの軸部材が連結手段によって互いに反対方向に回転可能に連結されてなるものである請求項１記載の現像装置。
3. 第１搬送手段および第２搬送手段とが、螺旋状の羽根を軸部材に形成したスクリューである請求項１又は２記載の現像装置。

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