JP4048738B2

JP4048738B2 - Development device

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Publication number: JP4048738B2
Application number: JP2001191344A
Authority: JP
Inventors: 卓士松本; 竹士大越; 信正古谷
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2001-06-25
Filing date: 2001-06-25
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2021-06-25
Also published as: JP2003005499A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像剤からなる画像を形成するプリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置に使用される現像装置に係り、特に、その現像装置におけるハウジングの現像剤収容部に取り付けられる現像剤攪拌搬送部材としてのオーガーの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真、静電記録等の画像形成方式を利用したプリンタ等の画像形成装置においては、感光体等の像担持体に形成する静電潜像（静電電位の差による潜像）を粉体状の現像剤により現像し、その現像剤からなる画像を記録用紙等の記録媒体に直接又は中間転写体を介して転写することにより画像形成が行われる。そして、このような画像形成装置にあっては、その現像剤を収容して像担持体と対向する現像領域に供給するための現像装置が装備されている。
【０００３】
かかる現像装置としては、一般に、上記像担持体と対向する開口部と現像剤を収容する現像剤収容部とが形成されたハウジング（筐体）と、このハウジングの現像剤収容部に回転可能に取り付けられ、その現像剤収容部に収容されている現像剤を攪拌しながら搬送する現像剤攪拌搬送部材と、前記ハウジングの開口部付近に回転可能に取り付けられ、その現像剤攪拌搬送部材で攪拌された現像剤を担持して像担持体と対向する現像領域まで搬送するロール状等の現像剤担持体とを有し、その現像剤担持体で搬送する現像剤を現像領域において像担持体の静電潜像部分に選択的に付着させることにより現像を行うものが知られている。ちなみに、上記現像剤としては、トナー及びキャリアからなる二成分現像剤が主に使用される。
【０００４】
そして、このような現像装置においては、現像剤攪拌搬送部材として、図１０に例示するように、回転軸１２０の軸線（Ｏ）方向に螺旋状に巻きつくような羽根１３０を形成した構造のオーガー１１０が使用されている。
【０００５】
この種のオーガー１１０は、通常、図１０ａに示すように、回転軸１２０の軸線Ｏを通る平面で切断したときの羽根１３０の断面形状（Ｊ）がその上端部１３０ａよりも下端部（根元部）１３０ｂの方が厚い形状となっており、しかも、その断面形状が羽根１３０の螺旋方向に対してどこでも同じになるように形成されている。つまり、羽根１３０については、その厚みの状態が全域で一定になっている。なお、図１０ｂは、その羽根１３０の断面形状における下端部１３０ｂの（回転軸１２０上における）厚み状態を示している。
【０００６】
また、このような羽根１３０を有するオーガー１１０においては、一般に、その現像剤の搬送性能を向上させるためには、羽根１３０のピッチＰを広げることや、羽根１３０の厚みを薄くして搬送面（羽根の側面）を立てることが有利であるとされている。また、その現像剤の攪拌性能を向上させるためには、羽根１３０のピッチＰを狭くすることや、回転軸１２０に攪拌補助部材（補助羽根）を追加して付けることが有利であるとされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような羽根１３０を有するオーガー１１０を使用した現像装置にあっては、次のような課題がある。
【０００８】
まず、そのオーガー１１０における現像剤の搬送性能を向上させるに当たって、羽根１３０のピッチＰを広げる場合には、羽根１３０による現像剤の攪拌回数が減って攪拌性能が低下してしまうという問題があり、また、羽根１３０の厚みを薄くして搬送面を立てる場合には、特にピッチＰの広い羽根１３０では厚みを薄くすること自体が難しいという問題がある。
【０００９】
一方、そのオーガー１１０における現像剤の攪拌性能を向上させるに当たって、羽根１３０のピッチＰを狭くする場合には、現像剤の搬送性能が低下し、しかも、羽根１３０の占有体積が増えるためハウジングの現像剤収容部に常に充填しておくべき現像剤量（サンプ量：充填量）が減ってしまうという問題があり、また、攪拌補助部材を追加して付ける場合には、その補助部材が現像剤の移動に対して障害となり、現像剤の搬送性能が低下してしまうという問題がある。
【００１０】
このように従来のオーガー１１０における基本性能である現像剤の搬送性能及び攪拌性能を両立させることは、容易ではないとされている。
【００１１】
また、現像装置をより小型なものとする場合には、ハウジング自体も小型化を余儀なくされ、それに伴い現像剤収容部が小さくなりその収容容積も減少することとなり、最終的には現像剤のサンプ量が減る。このため、以下に詳述するように、その現像剤収容部に取り付けるオーガー１１０による現像剤の搬送性能及び攪拌性能を両立させることが大きな課題になる。
【００１２】
すなわち、現像剤収容部に収容される現像剤のサンプ量が少ないため、現像で消費されて減少する割合も増えるようになり、現像剤収容部に補給される新たな現像剤をオーガー１１０により迅速に搬送して現像剤担持体に供給する必要がある。つまり、オーガー１１０の搬送性能を確保する必要がある。
【００１３】
また、現像剤収容部が小さくなりオーガーにより搬送する現像剤の搬送経路長も短くなるため、現像剤収容部に補給される新たな現像剤をオーガー１１０によりその短くなる現像剤搬送経路のなかで素早く十分に攪拌する必要がある。つまり、オーガー１１０の攪拌性能を確保する必要がある。特に二成分現像剤を使用する場合には、新たに補給されるトナーを攪拌により十分に摩擦帯電させる必要がある。
【００１４】
なお、この現像装置におけるハウジングの小型化に伴いオーガー１１０の搬送性能及び攪拌性能を確保するに際しては、その現像剤収容部における現像剤のサンプ量の更なる低下を招くことを避ける必要がある。これは、サンプ量を多くできるほど、現像剤担持体への現像剤の安定した供給ができ、また、現像剤の寿命にも有利となるからである。しがたって、サンプ量については可能な限り多く確保できるように対処することが肝要となる。
【００１５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、現像装置が小型化されることがあっても、そのハウジングの現像剤収容部における現像剤のサンプ量の低下を招くことなく、オーガーの現像剤の搬送性能及び攪拌性能を両立させることができる現像装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の現像装置は、静電潜像が形成される像担持体と対向する開口部と現像剤が収容される現像剤収容部とが形成されたハウジングと、このハウジングの前記現像剤収容部に回転可能に取り付けられ、その現像剤収容部に収容されている現像剤を攪拌しながら搬送する、回転軸の軸線方向に螺旋状に巻きつくような羽根を形成した構造のオーガーと、前記ハウジングの前記開口部付近に回転可能に取り付けられ、前記オーガーで攪拌された現像剤を担持して前記像担持体と対向する現像領域まで周回搬送する現像剤担持体とを有する現像装置において、前記オーガーは、その羽根を、前記回転軸の軸線を通る平面で切断したときの羽根断面形状における下端部が厚い部分と薄い部分とを交互に繰り返すとともに前記回転軸の１回転で３回以上繰り返すパターンとなるように形成していることを特徴とするものである。
【００１７】
ここで、上記オーガーにおける羽根は、上記断面形状における上端部よりも下端部の方が厚い関係となる形状からなるものである。その上端部と下端部の間となる羽根の中間部分は、上端部と下端部を単純に接続する平面形状であっても、あるいは、外側に膨張するような凸状の曲面形状であっても、あるいは、内側に湾曲するような凹状の曲面であってもよい。また、羽根の高さは、現像剤収容部の容積（寸法）に応じて適宜設定され、通常は一定であるが、必要であれば部分的に異ならせても構わない。さらに、羽根のピッチは、基本的にオーガーに要求される現像剤の搬送性能に応じて適宜設定されるものであり、任意である。そして、このオーガーは、通常複数本使用されるが、１本のみ使用することでも構わない。上記現像剤は、通常、トナーとキャリアからなる二成分現像剤であるが、上記オーガーを使用する現像装置であれば、トナーからなる一成分現像剤であってもよい。
【００１８】
このような現像装置によれば、特にオーガーの羽根の下端部が上記したようなパターンとなっているため、羽根全体の厚みが、その羽根の螺旋方向に対して一様なものとはならず厚くなる部分と薄くなる部分とを（回転軸の１回転で少なくとも３回以上）繰り返すような形態となる。これにより、その羽根の搬送面が一律ではなく規則的にうねるようなものとなるため、現像剤の搬送方向（押し出すように送る方向）が一定ではなくなり、現像剤の攪拌性能が向上する。したがって、オーガーの現像剤の攪拌性能を向上させるために、その羽根のピッチを狭めることや攪拌補助部材を付けることを行う必要がなくなり、この結果、オーガーの羽根の体積増加に伴う現像剤のサンプ量の低下を招くことなく、その搬送性能を低下させることなく十分に確保できるようになる。
【００１９】
また、その羽根には薄い部分が交互に存在する形態であるため、搬送面が立った部分が交互に存在するようになり、これによっても現像剤の搬送性能が確保される。また、羽根に薄い部分が交互に存在することは、羽根の体積を低減させることに有効となり、現像剤のサンプ量の増化を図ることも可能となる。このような現像剤の搬送性能及び攪拌性能に優れたオーガーを使用した現像装置は、例えば、その現像剤収容部に貯留して収容する現像剤の量（サンプ量）が、Ａ４版サイズの記録用紙への画像形成ひいては現像を行うことを基準にした場合に２２０ｇ以下となるような小型の現像装置に適用すると特に有効である。
【００２０】
また、この現像装置においては、オーガーの羽根断面形状における下端部の厚い部分の最大断面積がその下端部の薄い部分の最小断面積の３倍以上となるように設定するとよい。これにより、上記したような羽根の搬送面の規則的なうねるような面が顕著なものとなり、現像剤の搬送性能の低下やサンプ量の低下を招くことなく、優れた攪拌性能を得ることができる。
【００２１】
さらに、以上の現像装置においては、オーガーの羽根断面形状における下端部の厚い部分の最大厚みＷ１とその下端部の薄い部分の最小厚みＷ２とが（Ｗ２／Ｗ１）≦０．３の関係を満たすように設定するとよい。これによっても、上記したような羽根の搬送面の規則的なうねるような面がより顕著なものとなり、現像剤の搬送性能の低下やサンプ量の低下を招くことなく、優れた攪拌性能を得ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１〜４は本発明の現像装置の一例を示すものであり、図１はその斜視図、図２は図１のＱ−Ｑ線に沿う概略断面図、図３はその分解斜視図、図４は上部ハウジングを取り外した状態の上面図である。
【００２３】
この現像装置は、小型の二成分現像装置であり、基本的に、筐体としてのハウジング１０と、現像剤担持体としての現像ロール１３と、層規制部材としての層規制ロール１４と、現像剤攪拌搬送部材としての２本のオーガー１５、１６と、現像剤供給部材としてのパドルホイール１７とでその主要部が構成されている。図中において、符号１００は画像情報に応じた静電電位の差による潜像（静電潜像）が形成される像担持体としての感光ドラム、２は非磁性トナー及び磁性キャリアからなる二成分現像剤、Ｅは感光ドラム１００上の現像領域であり、また、矢印は回転する部品の回転方向を示している。
【００２４】
ハウジング１０は、全体が板状に薄く扁平した細長い箱形状からなるものであって、その上下に２分割したプラスチック成型品等からなる下部ハウジング２０と上部ハウジング３０とを接合して組み立てる構造になっている。また、このハウジング１０は、その下部ハウジング２０と上部ハウジング３０を組み立てた状態において、感光ドラム１００と対向する側の端部にハウジング開口部１１が形成されるとともに、その内部に現像剤１が存在する空間１２が形成される形態になっている。
【００２５】
さらに、ハウジング１０は、その下部ハウジング２０と上部ハウジング３０を接合して一体化した後に、第１のサイドブラッケト４０と第２のサイドブラケット５０を、そのハウジングの左右両端部に外側から嵌め込んで装着することにより、分割した両ハウジング２０、３０の接合状態が補強される構造になっている。なお、サイドブラケット４０、５０には、現像ロール１３等の回転部材の軸受支持部などが形成されている。
【００２６】
下部ハウジング２０は、そのハウジング開口部１１となる端部とは反対側の端部にまでに至る部位に二成分現像剤２を収容する現像剤収容凹部２１が形成されている。この現像剤収容凹部２１は、両端部を除く中央部側に設けられた仕切り壁２１ａにより仕切られるように形成される、平行する２列の現像剤循環搬送路２１ｂ，２１ｃを有するものである。図３、４等において、符号２１ｄは循環折返し兼受入れ部、２１ｅは循環折返し部を示す。
【００２７】
また、下部ハウジング２０には、そのハウジング開口部１１となる部位を除く外周部全体にわたって上部ハウジング３０と接合させるための接合面部２５が形成されている。その接合面部２５のうちで開口部１１となる部位と対向して並行する端部には、上部ハウジング３０との組立て接合時に使用される係止突片２６（ａ〜ｅ）が形成されている。また、その接合面部２５の開口部１１と近い部位には、上部ハウジング３０側に形成される後述のスナップフィット用の係止片（３７）が引っ掛けられるスナップフィット用係止部２７と、位置決めピン２８が形成されている。図３等において、符号１９は現像ロール１３の端部に対するシール部材、２０ａ，２０ｂはオーガー１５、１６の軸受の支持孔、２０ｃはパドルホイール１７の軸受の支持孔、２０ｄは現像ロール１３の軸受の支持部、２９はリブである。
【００２８】
一方、上部ハウジング３０は、下部ハウジング２０との組み立て接合時において下部ハウジング２０の現像剤収容凹部２１などと対向して上方側から塞ぐ役割をはたす蓋のごとき形態からなるものである。図中において、符号３３は現像剤補給装置（図示省略）からの補給される現像剤（主にトナー）を受け入れる現像剤補給部、３３ａは現像剤補給装置の現像剤搬送パイプ（図示省略）が差し込まれる際に開閉する開閉扉付きの補給口である。
【００２９】
また、上部ハウジング３０には、そのハウジング開口部１１となる部位を除く外周部全体にわたって下部ハウジング２０と接合させるための接合面部３５が形成されている。その接合面部３５の開口部１１となる部位と対向して並行する端部には、下部ハウジング２０側の接合面部２５が組立て接合時に内側から差し込まれる複数の係止孔３６（ａ〜ｅ）が形成されている。また、その接合面部３５の開口部１１となる部位に近い部位には、下部ハウジング２０側にある前記スナップフィット用係止部２７に引っ掛ける係止片３７と、下部ハウジング２０側にある前記位置決めピン２８が差し込まれる位置決め孔（図示省略）とが形成されている。図２中の符号３９は、上記接合面部３５のほぼ全域にわたって形成された弾性シール部材であり、その先端中央部に前記下部ハウジング２０との組み立て接合時にリブ２９が食い込むようになっている。
【００３０】
現像ロール１３は、ハウジング開口部１１から一部露出するような状態で回転駆動可能に配置される中空円筒形状からなる非磁性のスリーブ１３ａと、このスリーブ１３ａの中空内に位置固定された状態で配置され、複数の磁極が所定の角度に適宜配置されたマグネットロール１３ｂとで構成されたものである。層規制ロール１４は、現像ロール１３（スリーブ１３ａ）の表面に担持される二成分現像剤１の層厚を所定の厚さに規制するための非磁性ロールからなるものであり、そのスリーブ１３ａの表面に対して当該層規制の厚さに相当する間隙をあけた状態で対向配置される。パドルホイール１７は、回転軸部に４枚の羽根部を形成した羽根車状の回転部材であり、現像ロール１３とオーガー１６の間となる位置で回転駆動するように配設されている。
【００３１】
オーガー１５、１６は、そのいずれも回転軸６０の軸線方向に螺旋状に所定のピッチで巻きつくような羽根７０を形成した構造からなる回転部材であり、下部ハウジング２０の現像剤収容凹部２１における前記２列の現像剤循環搬送路内でそれぞれ回転駆動するように配設されている（図２、４）。
【００３２】
そして、この現像装置におけるオーガー１５、１６は、図５に示すように、その羽根７０を、一定の高さＨでかつ一定のピッチＰで螺旋状に連続して形成しているとともに、回転軸６０の軸線（Ｏ）を通る平面で切断したときの羽根断面形状（Ｊ）における上端部７０ａよりも下端部（根元部）７０ｂの方が厚い関係となる形状（先細りをした台形）に形成している。この羽根の上端部７０ａについては、ほぼ平滑な面としている。図５中の符号Ｗａは上端部７０ａの厚み、Ｗｂは下端部７０ｂの厚みを示す。なお、上記各厚みはいずれも、回転軸６０の軸線（Ｏ）を通る平面で切断したときの羽根７０の上端部７０ａ及び下端部７０ｂの幅寸法である（以後も同様である）。
【００３３】
また、羽根７０については、図５〜７に示すように、その下端部７０ｂが厚い部分７２と薄い部分７３とを交互に繰り返し（図５、６）、しかも回転軸６０の１回転で４回繰り返すパターンとなるように形成している（図７）。図５中の符号Ｗ１は厚い羽根部分７２における下端部７０ｂの厚み、Ｗ２は薄い羽根部分７３における下端部７０ｂの厚みを示す。厚い羽根部分７２と薄い羽根部分７３の繰り返しパターンの単位は、図７に２点鎖線Ｌ１で示す部分（或る厚い羽根部分７２の中心）から２点鎖線Ｌ２で示す部分（次の厚い羽根部分の中心）までの部分である。すなわち、或る厚い羽根部分７２の中心から薄い羽根部分７３を通過して次の厚い羽根部分の中心に至るまでの領域である。また、図７の２点鎖線Ｌ３は、２点鎖線Ｌ１を始点とした場合に回転軸６０の１回転分に相当する終点を示す。
【００３４】
このような条件からなる羽根７０は、図５や図６に示すように、羽根全体の厚みが、その羽根７０の螺旋方向に対して一様なものとはならず厚くなる部分と薄くなる部分とを繰り返すような形態となる。これにより、その羽根７０の搬送面７０ｃが、一律ではなく規則的にうねるようなものとなる。
【００３５】
また、この実施の形態では、上記羽根断面形状（Ｊ）における下端部７０ｂの厚い部分７２の最大断面積（Ｓ１）がその下端部７０ｂの薄い部分７３の最小断面積（Ｓ２）の３倍以上（Ｓ１≧３×Ｓ２）となるように設定している。さらに、その羽根断面形状（Ｊ）における下端部７０ｂの厚い部分７２の最大厚みＷ１とその下端部７０ｂの薄い部分７３の最小厚みＷ２とが（Ｗ２／Ｗ１）≦０．３の関係を満たすように設定している。
【００３６】
また、このような羽根７０を形成したオーガー１５、１６は、プラスチック成形法である射出成形法で作製することができる。その成形に際しては、成形金型として、羽根７０の厚い部分７２と薄い部分７３との繰り返しパターン（単位）が回転軸６０の１回転で４回であることから、その羽根７０の繰り返しパターンに合わせてオーガーを９０°ごとの４方に分割される部位を成形するための４つの分割金型を使用する、４方割り金型が使用される。なお、この成型金型については、作製すべきオーガーの回転軸６０の１回転に対する羽根７０の厚い部分７２と薄い部分７３との繰り返しパターン（単位）の数に相応して、３方割り以上に構成した割り金型を適宜選択して使用すればよい。
【００３７】
以上のような構成からなる現像装置は、以下のようにして組み立てられる。
【００３８】
まず、シール部材１９を下部ハウジング２０の装着部位にそれぞれ装着した後に、その下部ハウジング２０に対し、現像ロール１３、パドルホイール１７、２本のオーガー１５、１６、層規制ロール１４を下部ハウジング２０に形成された前記各軸受孔２０ａ〜ｃ等に差し入れることにより装着する。
【００３９】
次いで、このように現像ロール１３等が装着された下部ハウジング２０に対し、上部ハウジング２０を取り付ける。
【００４０】
この上部ハウジング２０の取り付けは、初めに、その接合面部３５における係止孔３６（ａ〜ｅ）に下部ハウジング２０の接合面部２５における係止突片２６（ａ〜ｅ）を差し入れた状態にしてから、その上部ハウジング３０のハウジング開口１１側となる部位側を下部ハウジング２０と接合させるように押し付ける。これにより、上部ハウジング３０のスナップフィット用係止片３７が下部ハウジング３０のスナップフィット用係止部２７に引っ掛けられ、もって下部ハウジング２０と上部ハウジング３０の接合状態が固定される。またこれと同時に、下部ハウジング２０側にある位置決めピン２８が上部ハウジング３０側の位置決め孔３８に差し込まれ、もって下部ハウジング２０と上部ハウジング３０の接合状態が最終的に位置決めされる（図１６ａ）。この結果、下部ハウジング２０と上部ハウジング３０とが正確に接合されて一体化される。
【００４１】
続いて、この下部ハウジング２０と上部ハウジング３０とを接合したハウジング１０の左右両端部に対して、第１及び第２のサイドブラケット４０、５０を嵌め込んで装着する（図１）。このサイドブラケット４０、５０の装着により、下部ハウジング２０と上部ハウジング３０の接合状態が補強される。
【００４２】
このように組み立てられた現像装置は、そのハウジング１０の現像剤収容凹部２１に所定量（サンプ量）の現像剤２が充填される。また、この現像装置の使用に際しては、上部ハウジング３０の現像剤補給部３３から新たな現像剤が補給されるようになっている。
【００４３】
そして、この現像装置は、概略、以下のように作動する
【００４４】
まず、ハウジング１０内において現像ロール１３、パドルホイール１７及びオーガー１５、１６が矢印方向にそれぞれ回転し始める。これにより、ハウジング１０の下部ハウジング２０における現像剤収容凹部２１に収容されている二成分現像剤２が回転するオーガー１５、１６によって攪拌されながら現像剤収容凹部２１の２列の搬送通路内を循環搬送される。この際、オーガー１５、１６の回転動作により二成分現像剤１のトナーがキャリアと十分に攪拌されて摩擦帯電されるとともにそのオーガーの回転軸６０の軸線方向にそって良好に搬送される。また、オーガー１６によって攪拌されながら搬送される二成分現像剤１の一部は、パドルホイール１７側に搬送供給される。
【００４５】
続いて、そのパドルホイール１７側に搬送された二成分現像剤２は、パドルホイール１７の羽根部の搬送力により現像ロール１３側に搬送供給される。このようにして現像ロール１３に供給された二成分現像剤２は、現像ロール１３のマグネットロール１３ｂからの磁力により矢印方向に回転するスリープ１３ａの表面に穂立ち状の磁気ブラシを形成するように担持された後、そのスリーブ１３ａの回転に伴って搬送される途中で層厚規制ロール１４を通過する際にほぼ一定の層厚にされてから感光ドラム１００と対向する現像領域Ｅに搬送される。
【００４６】
このように現像ロール１３によって現像領域Ｅに搬送された二成分現像剤１は、その磁気ブラシの先端部を感光ドラム１００の表面に接触させた状態で通過するが、その通過時に、現像ロール１３に印加される現像バイアス電圧により現像ロール１３と感光ドラム１００の間に形成される現像電界により、そのトナー１ａのみが感光ドラム１００上の静電潜像に静電的に付着する。これにより、この現像装置による静電潜像の現像が実行される。
【００４７】
以下、この現像装置を用いて行った、オーガー１５、１６の攪拌性能及び搬送性能に関する評価試験について説明する。
【００４８】
そのオーガー１５、１６としては、直径が５ｍｍ、長さ（実際に攪拌搬送を行う羽根７０が形成される部分の長さ）が２２８ｍｍの回転軸６０に、下記条件の羽根７０をピッチＰが２５ｍｍ、回転軸６０を含むオーガーの外径が１３ｍｍ程度となるように螺旋状に形成したものを使用した。羽根７０については、その厚い羽根部分７２における下端部７０ｂの厚みＷ１を０．８０ｍｍ、その薄い羽根部分７３における下端部７０ｂの厚みＷ２を５．１６ｍｍとした。なお、羽根７０の上端部７０ａの厚みＷａは、その厚い羽根部分７２と薄い羽根部分７３の違いに関係なく、いずれも０．５０ｍｍとした。
【００４９】
ちなみに、このオーガー１５、１６の羽根断面形状（Ｊ）における下端部７０ｂの厚い部分７２の最大断面積（Ｓ１）は１１．０ｍｍ²、その下端部７０ｂの薄い部分７３の最小断面積（Ｓ２）は２．５ｍｍ²である。これにより、前記した「Ｓ１≧３×Ｓ２」との条件を満たしている。また、前記した羽根断面形状（Ｊ）における下端部７０ｂの厚い部分７２の最大厚みＷ１とその下端部７０ｂの薄い部分７３の最小厚みＷ２との関係を示す「Ｗ２／Ｗ１」の値は、０．８／５．１６＝０．１５５となり、こちらも前記した「（Ｗ２／Ｗ１）≦０．３」との条件を満たしている。
【００５０】
このオーガー１５、１６をハウジング１０の現像剤収容凹部２１における２列の現像剤循環搬送路２１ｂ，２１ｃにそれぞれ回転可能に取り付けた。この際、オーガー（羽根７０の上端部７０ａ）と各現像剤循環搬送路の間隙は１．０ｍｍ程度とした。現像剤収容凹部２１には、サンプ量が１１５ｇ（Ａ４版サイズ）となる量の成分現像剤２を充填した。このサンプ量の二成分現像剤のトナーは、予めオーガー１５、１６を回転させて所定の電位に帯電させておく。
【００５１】
評価試験は、このオーガー１５、１６を１．４回／ｓｅｃの回転速度で各方向（図２中に示す各矢印方向）にそれぞれ回転させると同時に、図４に示すように、ハウジング１０の現像剤補給部３３から現像剤収容凹部２１（循環折返し兼受入れ部２１ｄ）に、無帯電のトナーを上記現像剤２のサンプ量の１％に相当する量だけ投入した。そして、現像ロール１３の測定地点Ｋにおいて、その現像ロール１３（スリーブ１３ａ）上に担持されている二成分現像剤を１０秒又は５秒間隔で一定量ずつサンプリングし、その各現像剤の帯電分布（電荷分布）についてチャージスペクトログラフ（ＣＧＳ法）を用いて測定した。このときの結果を図８に示す。
【００５２】
比較のため、従来のオーガー１１０（図１０）を２本用いた場合について同様の評価試験を行った（比較例）。そのオーガー１１０は、羽根１３０の下端部１３０ｂの厚みが常に４ｍｍである羽根１３０を形成した以外は本実施の形態におけるオーガー１５、１６と同じ条件（上記各条件）のものを使用した。このときの結果を図９に示す。
【００５３】
図９に示す結果から明らかなように、従来のオーガー１１０を使用した場合（比較例の場合）には、オーガー１１０による攪拌時間が１０秒及び１５秒の前後において帯電分布のピークが２つ存在している。これは、従来のオーガー１１０では、投入された無帯電のトナーがオーガー１１０によってサンプ量として収容されている既存の現像剤２と攪拌混合されて十分に摩擦帯電される前に、現像ロール１３の測定地点Ｋに到達しており、この結果、その既存の現像剤２による帯電分布のピークと投入された帯電不足の現像剤（トナー）による帯電分布のピークとが現れているものと考えられる。
【００５４】
これに対し、図８に示す結果から明らかなように、本実施の形態におけるオーガー１５、１６を使用した場合（実施例の場合）には、比較例の場合とは異なり、２つの帯電分布のピークが現れていない。これにより、実施例では、投入された無帯電のトナーがオーガー１５、１６によって既存の二成分現像剤と良好に攪拌されて十分に摩擦帯電されてから現像ロール１３の測定地点Ｋに到達しているものと考えられる。したがって、実施例では、オーガー１５、１６による良好な攪拌性が得られることがわかる。
【００５５】
また、実施例と比較例のいずれの場合にも、無帯電のトナーが投入されて混入されたことにより、帯電量自体は攪拌時間が１０秒及び１５秒の時点でおいて一時的に少し低下している。これにより、投入した無帯電トナーの現像ロール１３の測定地点Ｋへの到達時間は、ほぼ同じであると認められる。したがって、実施例におけるオーガー１５、１６による現像剤の搬送性能は、比較例におけるオーガー１１０のそれとほぼ同じレベルで差がなく、十分であることがわかる。これにより、オーガー１５、１６は、現像剤の攪拌性能及び搬送性能のいずれも優れたものであると認められる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の現像装置は、オーガーの羽根について前記したように構成することにより、現像装置が小型化されることがあっても、そのハウジングの現像剤収容部における現像剤のサンプ量の低下を招くことなく、オーガーの現像剤の搬送性能及び攪拌性能を両立させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る現像装置を示す斜視図。
【図２】図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図。
【図３】図２の現像装置の分解斜視図。
【図４】図２の現像装置において上部ハウジングを外したときの状態を示す上面図。
【図５】図２の現像装置で使用するオーガーを示すもので、（ａ）はその全体の要部を示す正面図、（ｂ）はその薄い羽根部分を示す一部断面図、（ｃ）はその厚い羽根を示す一部断面図。
【図６】図５（ａ）の２点鎖線Ｍで示す丸枠におけるオーガーの羽根部分（繰り返しパターンの一単位分に相当する）を示す拡大図、
【図７】オーガーにおける羽根の下端部の形成パターンを示す説明図。
【図８】実施例の試験結果を示すグラフ図。
【図９】比較例の試験結果を示すグラフ図。
【図１０】従来の現像装置に使用されているオーガーを示すもので、（ａ）はその全体の要部を示す正面図、（ｂ）はそのオーガーにおける羽根の下端部の形成パターンを示す説明図。
【符号の説明】
２…（二成分）現像剤、１０…ハウジング、１１…開口部、２１…現像剤収容凹部、１５，１６…オーガ、６０…回転軸、７０…羽根、７０ｂ…下端部、７２…厚い羽根部分、７３…薄い羽根部分、１００…像担持体、Ｊ…羽根断面形状。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a developing device used in an image forming apparatus such as a printer, a copying machine, a facsimile machine, or a multifunction machine for forming an image composed of a developer, and is particularly attached to a developer accommodating portion of a housing in the developing device. The present invention relates to improvement of an auger as a developer stirring and conveying member.
[0002]
[Prior art]
In an image forming apparatus such as a printer using an image forming method such as electrophotography or electrostatic recording, an electrostatic latent image (latent image due to a difference in electrostatic potential) formed on an image carrier such as a photoconductor is powdered. An image is formed by developing with a developer and transferring an image made of the developer onto a recording medium such as recording paper directly or via an intermediate transfer member. Such an image forming apparatus is equipped with a developing device for storing the developer and supplying it to a developing region facing the image carrier.
[0003]
As such a developing device, generally, a housing (housing) in which an opening facing the image carrier and a developer containing portion for containing a developer are formed, and the developer containing portion of the housing is rotatable. A developer agitating / conveying member that is attached and conveys the developer accommodated in the developer accommodating portion while being agitated, and is rotatably attached near the opening of the housing, and is agitated by the developer agitating / conveying member. And a developer carrying member such as a roll that carries the developer to the developing region facing the image carrier, and the developer carried by the developer carrying member is statically moved in the developing region. A device that performs development by selectively attaching to an electrostatic latent image portion is known. Incidentally, as the developer, a two-component developer composed of a toner and a carrier is mainly used.
[0004]
In such a developing device, as shown in FIG. 10, an auger having a structure in which blades 130 spirally wound in the direction of the axis (O) of the rotating shaft 120 are formed as a developer stirring and conveying member. 110 is used.
[0005]
In this type of auger 110, as shown in FIG. 10a, the cross-sectional shape (J) of the blade 130 when cut along a plane passing through the axis O of the rotating shaft 120 is generally lower than the upper end portion 130a (the root portion). ) 130b has a thicker shape, and its cross-sectional shape is the same everywhere in the spiral direction of the blades 130. That is, the blade 130 has a constant thickness throughout the entire area. FIG. 10 b shows the thickness state (on the rotating shaft 120) of the lower end portion 130 b in the cross-sectional shape of the blade 130.
[0006]
In general, in the auger 110 having such blades 130, in order to improve the developer transport performance, the pitch P of the blades 130 is widened or the blades 130 are thinned to reduce the transport surface ( It is considered advantageous to raise the blade side). In order to improve the stirring performance of the developer, it is advantageous to reduce the pitch P of the blades 130 or to add an additional stirring auxiliary member (auxiliary blade) to the rotating shaft 120. Yes.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the developing device using the auger 110 having the blades 130 as described above has the following problems.
[0008]
First, in increasing the developer conveying performance in the auger 110, when the pitch P of the blades 130 is widened, there is a problem that the number of times the developer is stirred by the blades 130 is reduced and the stirring performance is lowered. Further, when the conveyance surface is set up by reducing the thickness of the blades 130, there is a problem that it is difficult to reduce the thickness of the blades 130 having a wide pitch P.
[0009]
On the other hand, when the pitch P of the blades 130 is reduced in improving the developer agitating performance in the auger 110, the developer conveying performance is reduced, and the occupied volume of the blades 130 is increased. There is a problem that the amount of developer (sampling amount: filling amount) that should always be filled in the agent container is reduced, and when an additional auxiliary stirring member is attached, There is a problem that the transfer performance of the developer is deteriorated due to an obstacle to the movement.
[0010]
Thus, it is not easy to achieve both the developer transport performance and the stirring performance, which are the basic performance of the conventional auger 110.
[0011]
Further, when the developing device is made smaller, the housing itself is also required to be reduced in size, and accordingly, the developer accommodating portion becomes smaller and the accommodation volume is reduced, and finally the developer sample is reduced. The amount is reduced. For this reason, as will be described in detail below, it becomes a big problem to achieve both the conveyance performance and the agitation performance of the developer by the auger 110 attached to the developer accommodating portion.
[0012]
That is, since the amount of developer sump stored in the developer storage unit is small, the rate of consumption and reduction in development also increases, and a new developer replenished to the developer storage unit can be quickly supplied to the auger 110. It is necessary to feed the developer to the developer carrying member. That is, it is necessary to ensure the conveyance performance of the auger 110.
[0013]
Further, since the developer accommodating portion becomes smaller and the conveyance path length of the developer conveyed by the auger becomes shorter, a new developer replenished to the developer accommodating portion is placed in the developer conveying path that is shortened by the auger 110. Need to stir quickly and well. That is, it is necessary to ensure the stirring performance of the auger 110. In particular, when a two-component developer is used, it is necessary to sufficiently frictionally charge the newly supplied toner by stirring.
[0014]
In addition, when ensuring the conveyance performance and agitation performance of the auger 110 with the miniaturization of the housing in the developing device, it is necessary to avoid further reducing the developer sump amount in the developer accommodating portion. This is because the larger the sump amount, the more stable the developer can be supplied to the developer carrier, and the longer the life of the developer. Therefore, it is important to take measures to ensure that the sump amount is as large as possible.
[0015]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a developer sump amount in the developer accommodating portion of the housing even if the developing device is downsized. It is an object of the present invention to provide a developing device capable of achieving both a developer transporting performance and a stirring performance of an auger without causing a decrease in the above.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The developing device according to the present invention includes a housing in which an opening facing an image carrier on which an electrostatic latent image is formed and a developer accommodating portion in which a developer is accommodated, and the developer accommodating portion of the housing. An auger having a structure in which blades spirally wound in the axial direction of the rotating shaft are formed, which are rotatably attached to the developer container and convey the developer contained in the developer containing portion while stirring. And a developer carrying member that is rotatably mounted in the vicinity of the opening and carries the developer stirred by the auger and circulates to a developing region facing the image carrier. The blade is alternately and repeatedly repeated with a portion having a thick lower end and a thin portion in the blade cross-sectional shape when the blade is cut along a plane passing through the axis of the rotating shaft, and at least three times in one rotation of the rotating shaft. It is formed to have a pattern repeat is characterized in.
[0017]
Here, the blade | wing in the said auger consists of a shape from which the lower end part is thicker than the upper end part in the said cross-sectional shape. The intermediate part of the blade between the upper end and the lower end may be a planar shape that simply connects the upper end and the lower end, or a convex curved surface that expands outward. Alternatively, it may be a concave curved surface that curves inward. Further, the height of the blade is appropriately set according to the volume (dimension) of the developer accommodating portion, and is usually constant, but may be partially varied if necessary. Further, the blade pitch is basically set as appropriate according to the developer transport performance required for the auger, and is arbitrary. In general, a plurality of augers are used, but only one auger may be used. The developer is usually a two-component developer composed of toner and carrier, but may be a one-component developer composed of toner as long as the developer uses the auger.
[0018]
According to such a developing apparatus, since the lower end portion of the blade of the auger has a pattern as described above, the thickness of the entire blade is not uniform with respect to the spiral direction of the blade. It becomes a form which repeats the part which becomes thick and the part which becomes thin (at least 3 times or more by one rotation of the rotating shaft). As a result, the conveying surface of the blades undulates regularly instead of being uniform, so that the developer conveying direction (the direction to feed the developer) is not constant, and the developer agitation performance is improved. Therefore, in order to improve the stirring performance of the auger developer, it is not necessary to reduce the pitch of the blades or attach a stirring auxiliary member. As a result, the developer sump accompanying the increase in the volume of the auger blades is eliminated. A sufficient reduction can be ensured without lowering the transport performance without causing a decrease in the amount.
[0019]
Further, since the thin portions of the blades are alternately present, the portions having the conveying surface are alternately present, thereby ensuring the developer conveying performance. Further, the presence of alternating thin portions on the blades is effective in reducing the volume of the blades, and it is also possible to increase the amount of developer sump. A developing device using an auger excellent in developer conveying performance and stirring performance, for example, records the amount of developer stored (sumped) in the developer containing portion (amount of sump) as A4 size recording. The present invention is particularly effective when applied to a small-sized developing device having a weight of 220 g or less on the basis of image formation on a sheet and therefore development.
[0020]
In the developing device, the maximum cross-sectional area of the thick portion at the lower end of the auger blade cross-sectional shape may be set to be at least three times the minimum cross-sectional area of the thin portion at the lower end. As a result, the regular wavy surface of the blade conveyance surface as described above becomes prominent, and an excellent stirring performance can be obtained without causing a decrease in developer conveyance performance and a reduction in the amount of sump. it can.
[0021]
Further, in the above developing apparatus, the maximum thickness W1 of the thick portion at the lower end portion and the minimum thickness W2 of the thin portion at the lower end portion in the blade cross-sectional shape of the auger satisfy the relationship of (W2 / W1) ≦ 0.3. It is good to set as follows. This also makes the regular undulating surface of the blade conveyance surface as described above more prominent, and obtains excellent stirring performance without causing a decrease in developer conveyance performance or a reduction in sump amount. be able to.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 to 4 show an example of the developing device of the present invention, FIG. 1 is a perspective view thereof, FIG. 2 is a schematic sectional view taken along the line Q-Q of FIG. 1, and FIG. 4 is a top view with the upper housing removed.
[0023]
This developing device is a small two-component developing device. Basically, a housing 10 as a casing, a developing roll 13 as a developer carrying member, a layer regulating roll 14 as a layer regulating member, and a developer. The two augers 15 and 16 as the agitating / conveying members and the paddle wheel 17 as the developer supplying member constitute the main part. In the figure, reference numeral 100 is a photosensitive drum as an image carrier on which a latent image (electrostatic latent image) is formed by a difference in electrostatic potential according to image information, and 2 is a two-component composed of a non-magnetic toner and a magnetic carrier. A developer E is a development area on the photosensitive drum 100, and an arrow indicates a rotation direction of the rotating component.
[0024]
The housing 10 has an elongated box shape that is thin and flat in a plate shape as a whole, and has a structure in which a lower housing 20 and an upper housing 30 made of a plastic molded product or the like divided into two parts above and below are joined and assembled. ing. Further, the housing 10 has a housing opening 11 formed at an end portion on the side facing the photosensitive drum 100 in a state where the lower housing 20 and the upper housing 30 are assembled, and the developer 1 is present therein. The space 12 to be formed is formed.
[0025]
Further, after the lower housing 20 and the upper housing 30 are joined and integrated, the housing 10 is fitted with the first side bracket 40 and the second side bracket 50 from the outside to the left and right ends of the housing. By mounting, the joined state of the divided housings 20 and 30 is reinforced. The side brackets 40 and 50 are formed with bearing support portions for rotating members such as the developing roll 13.
[0026]
The lower housing 20 is formed with a developer containing recess 21 for containing the two-component developer 2 at a portion reaching the end opposite to the end that becomes the housing opening 11. The developer containing recess 21 has two parallel developer circulation transport paths 21b and 21c formed so as to be partitioned by a partition wall 21a provided on the center side excluding both ends. In FIGS. 3 and 4 and the like, reference numeral 21d denotes a circulating folding / accepting portion, and 21e denotes a circulating folding portion.
[0027]
Further, the lower housing 20 is formed with a joint surface portion 25 for joining with the upper housing 30 over the entire outer peripheral portion excluding the portion serving as the housing opening 11. Locking protrusions 26 (a to e) used at the time of assembling and joining to the upper housing 30 are formed at the end of the joint surface portion 25 facing and parallel to the portion to be the opening 11. . Further, in a portion near the opening 11 of the joint surface portion 25, a snap-fit locking portion 27 on which a later-described snap-fit locking piece (37) formed on the upper housing 30 side is hooked, and a positioning pin 28 is formed. 3 and the like, reference numeral 19 denotes a seal member for the end of the developing roll 13, 20a and 20b support bearings for the augers 15 and 16, 20c bearing support holes for the paddle wheel 17, and 20d a bearing for the developing roll 13. The support part 29 is a rib.
[0028]
On the other hand, the upper housing 30 has a form such as a lid that serves to close the developer housing concave portion 21 of the lower housing 20 from the upper side while being assembled and joined to the lower housing 20. In the drawing, reference numeral 33 denotes a developer replenishing portion that receives developer (mainly toner) replenished from a developer replenishing device (not shown), and 33a denotes a developer transport pipe (not shown) of the developer replenishing device. It is a supply port with an open / close door that opens and closes when inserted.
[0029]
Further, the upper housing 30 is formed with a joint surface portion 35 for joining the lower housing 20 over the entire outer peripheral portion excluding the portion that becomes the housing opening 11. A plurality of locking holes 36 (a to e) into which the joint surface portion 25 on the lower housing 20 side is inserted from the inside when assembled and joined are formed at the end portion of the joint surface portion 35 that faces and is parallel to the portion that becomes the opening 11. Is formed. Further, in a portion close to the portion to be the opening portion 11 of the joint surface portion 35, a locking piece 37 hooked on the snap fitting locking portion 27 on the lower housing 20 side, and the positioning pin on the lower housing 20 side. A positioning hole (not shown) into which 28 is inserted is formed. Reference numeral 39 in FIG. 2 is an elastic seal member formed over almost the entire area of the joint surface portion 35, and the rib 29 bites into the center of the tip during assembly joining with the lower housing 20.
[0030]
The developing roll 13 is a non-magnetic sleeve 13a having a hollow cylindrical shape that is disposed so as to be rotationally driven so as to be partially exposed from the housing opening 11, and in a state where the position is fixed in the hollow of the sleeve 13a. The magnet roll 13b is arranged and a plurality of magnetic poles are appropriately arranged at a predetermined angle. The layer regulating roll 14 is a non-magnetic roll for regulating the layer thickness of the two-component developer 1 carried on the surface of the developing roll 13 (sleeve 13a) to a predetermined thickness. It is arranged to face the surface with a gap corresponding to the thickness of the layer restriction. The paddle wheel 17 is an impeller-shaped rotating member in which four blade portions are formed on the rotating shaft portion, and is disposed so as to be rotationally driven at a position between the developing roll 13 and the auger 16.
[0031]
Each of the augers 15 and 16 is a rotary member having a structure in which blades 70 are formed so as to be spirally wound at a predetermined pitch in the axial direction of the rotary shaft 60, and in the developer containing recess 21 of the lower housing 20. The two rows of developer circulation conveyance paths are arranged so as to be driven to rotate (FIGS. 2 and 4).
[0032]
As shown in FIG. 5, the augers 15 and 16 in the developing device have the blades 70 continuously formed in a spiral shape with a constant height H and a constant pitch P, and a rotating shaft. It is formed in a shape (a tapered trapezoid) in which the lower end portion (base portion) 70b is thicker than the upper end portion 70a in the blade cross-sectional shape (J) when cut along a plane passing through the 60 axis (O). ing. About the upper end part 70a of this blade | wing, it is set as the substantially smooth surface. In FIG. 5, the symbol Wa indicates the thickness of the upper end portion 70a, and Wb indicates the thickness of the lower end portion 70b. Each of the above thicknesses is the width dimension of the upper end portion 70a and the lower end portion 70b of the blade 70 when cut along a plane passing through the axis (O) of the rotating shaft 60 (the same applies hereinafter).
[0033]
In addition, as shown in FIGS. 5 to 7, the blade 70 has a thick portion 72 and a thin portion 73 whose lower end portions 70 b are alternately repeated (FIGS. 5 and 6) and four times by one rotation of the rotating shaft 60. It is formed to be a repeating pattern (FIG. 7). 5 indicates the thickness of the lower end portion 70b of the thick blade portion 72, and W2 indicates the thickness of the lower end portion 70b of the thin blade portion 73. The unit of the repeated pattern of the thick blade portion 72 and the thin blade portion 73 is the portion (the next thick blade portion) indicated by the two-dot chain line L2 from the portion indicated by the two-dot chain line L1 (center of a certain thick blade portion 72) in FIG. To the center of That is, the region from the center of a certain thick blade portion 72 through the thin blade portion 73 to the center of the next thick blade portion. A two-dot chain line L3 in FIG. 7 indicates an end point corresponding to one rotation of the rotary shaft 60 when the two-dot chain line L1 is a starting point.
[0034]
As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the blade 70 having such conditions has a thickness that is not uniform in the spiral direction of the blade 70 and a portion that becomes thicker and thinner. It becomes the form which repeats. As a result, the conveying surface 70c of the blade 70 undulates regularly rather than uniformly.
[0035]
In this embodiment, the maximum cross-sectional area (S1) of the thick portion 72 of the lower end 70b in the blade cross-sectional shape (J) is three times or more the minimum cross-sectional area (S2) of the thin portion 73 of the lower end 70b. (S1 ≧ 3 × S2) is set. Further, in the blade cross-sectional shape (J), the maximum thickness W1 of the thick portion 72 of the lower end portion 70b and the minimum thickness W2 of the thin portion 73 of the lower end portion 70b satisfy the relationship of (W2 / W1) ≦ 0.3. Is set.
[0036]
Further, the augers 15 and 16 on which such blades 70 are formed can be manufactured by an injection molding method which is a plastic molding method. In the molding, the repeating pattern (unit) of the thick portion 72 and the thin portion 73 of the blade 70 is four times per rotation of the rotating shaft 60 as a molding die. A four-way split mold is used, which uses four split molds for molding a portion where the auger is split into four directions every 90 °. In addition, about this molding die, according to the number of the repeating patterns (units) of the thick part 72 and the thin part 73 of the blade | wing 70 with respect to 1 rotation of the rotating shaft 60 of the auger to produce, it is divided into 3 or more divisions. What is necessary is just to select and use the comprised split mold suitably.
[0037]
The developing device having the above configuration is assembled as follows.
[0038]
First, after the seal member 19 is mounted on the mounting portion of the lower housing 20, the developing roll 13, the paddle wheel 17, the two augers 15 and 16, and the layer regulating roll 14 are attached to the lower housing 20. It is mounted by inserting it into the formed bearing holes 20a to 20c.
[0039]
Next, the upper housing 20 is attached to the lower housing 20 to which the developing roll 13 and the like are mounted as described above.
[0040]
The upper housing 20 is first attached in such a state that the locking projections 26 (ae) in the joining surface portion 25 of the lower housing 20 are inserted into the locking holes 36 (ae) in the joining surface portion 35. Then, the portion of the upper housing 30 that is the housing opening 11 side is pressed so as to be joined to the lower housing 20. As a result, the snap-fit locking piece 37 of the upper housing 30 is hooked on the snap-fit locking portion 27 of the lower housing 30, thereby fixing the joined state of the lower housing 20 and the upper housing 30. At the same time, the positioning pin 28 on the lower housing 20 side is inserted into the positioning hole 38 on the upper housing 30 side, so that the joined state of the lower housing 20 and the upper housing 30 is finally positioned (FIG. 16a). As a result, the lower housing 20 and the upper housing 30 are accurately joined and integrated.
[0041]
Subsequently, the first and second side brackets 40 and 50 are fitted and attached to the left and right ends of the housing 10 where the lower housing 20 and the upper housing 30 are joined (FIG. 1). By mounting the side brackets 40 and 50, the joined state of the lower housing 20 and the upper housing 30 is reinforced.
[0042]
In the developing device assembled in this way, a predetermined amount (sump amount) of developer 2 is filled in the developer containing recess 21 of the housing 10. Further, when the developing device is used, a new developer is supplied from the developer supply portion 33 of the upper housing 30.
[0043]
The developing device generally operates as follows.
[0044]
First, in the housing 10, the developing roll 13, the paddle wheel 17, and the augers 15 and 16 start to rotate in the directions of the arrows, respectively. As a result, the two-component developer 2 accommodated in the developer accommodating recess 21 in the lower housing 20 of the housing 10 is circulated in the two rows of conveyance paths of the developer accommodating recess 21 while being stirred by the rotating augers 15 and 16. Be transported. At this time, the toner of the two-component developer 1 is sufficiently agitated with the carrier and frictionally charged by the rotating operation of the augers 15 and 16 and is well conveyed along the axial direction of the rotating shaft 60 of the auger. A part of the two-component developer 1 conveyed while being stirred by the auger 16 is conveyed and supplied to the paddle wheel 17 side.
[0045]
Subsequently, the two-component developer 2 conveyed to the paddle wheel 17 side is conveyed and supplied to the developing roll 13 side by the conveying force of the blade portion of the paddle wheel 17. The two-component developer 2 supplied to the developing roll 13 in this way forms a spike-like magnetic brush on the surface of the sleep 13 a that rotates in the direction of the arrow by the magnetic force from the magnet roll 13 b of the developing roll 13. After being carried, the sheet 13 is transported to the developing region E facing the photosensitive drum 100 after having a substantially constant layer thickness when passing through the layer thickness regulating roll 14 while being transported as the sleeve 13a rotates. .
[0046]
The two-component developer 1 thus transported to the development area E by the developing roll 13 passes while the tip of the magnetic brush is in contact with the surface of the photosensitive drum 100. Only the toner 1a is electrostatically attached to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 100 by a developing electric field formed between the developing roll 13 and the photosensitive drum 100 by the developing bias voltage applied to the photosensitive drum 100. As a result, development of the electrostatic latent image by the developing device is executed.
[0047]
Hereinafter, an evaluation test regarding the stirring performance and the transport performance of the augers 15 and 16 performed using the developing device will be described.
[0048]
The augers 15 and 16 have a rotating shaft 60 with a diameter of 5 mm and a length (the length of the portion where the blade 70 for stirring and conveying is actually formed) of 228 mm, and a pitch P of 25 mm. The auger including the rotating shaft 60 was formed in a spiral shape so that the outer diameter is about 13 mm. For the blade 70, the thickness W1 of the lower end portion 70b of the thick blade portion 72 was 0.80 mm, and the thickness W2 of the lower end portion 70b of the thin blade portion 73 was 5.16 mm. The thickness Wa of the upper end portion 70a of the blade 70 was 0.50 mm regardless of the difference between the thick blade portion 72 and the thin blade portion 73.
[0049]
Incidentally, the maximum cross-sectional area (S1) of the thick portion 72 of the lower end portion 70b in the blade cross-sectional shape (J) of the augers 15 and 16 is 11.0 mm. ² The minimum cross-sectional area (S2) of the thin portion 73 of the lower end portion 70b is 2.5 mm. ² It is. Thus, the condition “S1 ≧ 3 × S2” described above is satisfied. Further, the value of “W2 / W1” indicating the relationship between the maximum thickness W1 of the thick portion 72 of the lower end portion 70b and the minimum thickness W2 of the thin portion 73 of the lower end portion 70b in the blade cross-sectional shape (J) is 0. 0.8 / 5.16 = 0.155, which also satisfies the above-described condition of “(W2 / W1) ≦ 0.3”.
[0050]
The augers 15 and 16 were rotatably attached to the two rows of developer circulation conveyance paths 21b and 21c in the developer accommodating recess 21 of the housing 10, respectively. At this time, the gap between the auger (the upper end portion 70a of the blade 70) and each developer circulation conveyance path was set to about 1.0 mm. The developer containing concave portion 21 was filled with the component developer 2 in an amount such that the sump amount was 115 g (A4 plate size). The sump amount of the two-component developer toner is previously charged to a predetermined potential by rotating the augers 15 and 16.
[0051]
In the evaluation test, the augers 15 and 16 are rotated in each direction (directions of arrows shown in FIG. 2) at a rotation speed of 1.4 times / sec. At the same time, as shown in FIG. Uncharged toner was charged in an amount corresponding to 1% of the sump amount of the developer 2 from the developer replenishing portion 33 into the developer containing recess 21 (circulation folding and receiving portion 21d). Then, at the measurement point K of the developing roll 13, the two-component developer carried on the developing roll 13 (sleeve 13a) is sampled by a certain amount at intervals of 10 seconds or 5 seconds, and the charge distribution of each developer. (Charge distribution) was measured using a charge spectrograph (CGS method). The result at this time is shown in FIG.
[0052]
For comparison, a similar evaluation test was performed for the case where two conventional augers 110 (FIG. 10) were used (comparative example). The auger 110 was used under the same conditions (the above-mentioned conditions) as the augers 15 and 16 in the present embodiment, except that the blade 130 having the lower end portion 130b of the blade 130 always having a thickness of 4 mm was formed. The result at this time is shown in FIG.
[0053]
As is clear from the results shown in FIG. 9, when the conventional auger 110 is used (in the case of the comparative example), there are two charge distribution peaks when the auger 110 is stirred for about 10 seconds and 15 seconds. is doing. This is because, in the conventional auger 110, before the charged uncharged toner is agitated and mixed with the existing developer 2 accommodated as a sump amount by the auger 110 and sufficiently charged by friction, The measurement point K has been reached, and as a result, it is considered that the peak of the charge distribution due to the existing developer 2 and the peak of the charge distribution due to the charged insufficiently charged developer (toner) appear.
[0054]
On the other hand, as is clear from the results shown in FIG. 8, when the augers 15 and 16 in the present embodiment are used (in the case of the example), unlike the comparative example, two charge distributions are different. There is no peak. Thus, in the embodiment, the charged uncharged toner is sufficiently agitated with the existing two-component developer by the augers 15 and 16 and sufficiently frictionally charged, and then reaches the measurement point K of the developing roll 13. It is thought that there is. Therefore, it can be seen that good agitation with the augers 15 and 16 can be obtained in the examples.
[0055]
Further, in both the examples and the comparative examples, the charge amount itself is temporarily reduced slightly when the stirring time is 10 seconds and 15 seconds because the uncharged toner is introduced and mixed. is doing. Accordingly, it is recognized that the arrival time of the charged uncharged toner to the measurement point K of the developing roll 13 is substantially the same. Therefore, it can be seen that the developer transport performance by the augers 15 and 16 in the embodiment is sufficient with no difference at substantially the same level as that of the auger 110 in the comparative example. Accordingly, it is recognized that the augers 15 and 16 are excellent in both the stirring performance and the transport performance of the developer.
[0056]
【The invention's effect】
As described above, the developing device of the present invention is configured as described above with respect to the blades of the auger, so that even if the developing device may be reduced in size, the developer in the developer accommodating portion of the housing may be reduced. It is possible to achieve both the auger developer conveyance performance and the agitation performance without reducing the sump amount.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a developing device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.
3 is an exploded perspective view of the developing device of FIG. 2;
4 is a top view showing a state where the upper housing is removed in the developing device of FIG. 2; FIG.
5A and 5B show an auger used in the developing device of FIG. 2, wherein FIG. 5A is a front view showing the main part of the auger, FIG. 5B is a partial cross-sectional view showing a thin blade portion, and FIG. Is a partial cross-sectional view showing the thick blade.
6 is an enlarged view showing an auger blade portion (corresponding to one unit of a repetitive pattern) in a round frame indicated by a two-dot chain line M in FIG. 5 (a);
FIG. 7 is an explanatory view showing a formation pattern of a lower end portion of a blade in an auger.
FIG. 8 is a graph showing test results of examples.
FIG. 9 is a graph showing test results of a comparative example.
10A and 10B show an auger used in a conventional developing device, in which FIG. 10A is a front view showing the main part of the entire auger, and FIG. Figure.
[Explanation of symbols]
2 ... (two-component) developer, 10 ... housing, 11 ... opening, 21 ... developer containing recess, 15, 16 ... auger, 60 ... rotating shaft, 70 ... blade, 70b ... lower end, 72 ... thick blade portion 73: Thin blade portion, 100: Image carrier, J: Blade cross-sectional shape.

Claims

A housing in which an opening facing the image carrier on which the electrostatic latent image is formed and a developer accommodating portion for accommodating the developer are formed, and is rotatably attached to the developer accommodating portion of the housing; An auger having a structure in which blades spirally wound in the axial direction of the rotating shaft are formed and conveyed while stirring the developer contained in the developer containing portion, and is rotated near the opening of the housing. In a developing device having a developer carrier that is attached in a possible manner and carries the developer stirred by the auger and circulates to a development region facing the image carrier,
The auger alternately repeats a portion having a thick lower end and a thin portion in the blade cross-sectional shape when the blade is cut along a plane passing through the axis of the rotation shaft, and repeats three or more times by one rotation of the rotation shaft. The maximum thickness W1 of the thick portion at the lower end and the minimum thickness W2 of the thin portion at the lower end are set so as to satisfy the relationship of (W2 / W1) ≦ 0.3. developing apparatus is characterized in that is.

2. The developing device according to claim 1, wherein a maximum cross-sectional area of a thick portion at a lower end in the blade cross-sectional shape of the auger is set to be three times or more a minimum cross-sectional area of a thin portion at the lower end.