JP4389479B2

JP4389479B2 - Development device

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Publication number: JP4389479B2
Application number: JP2003149847A
Authority: JP
Inventors: 卓士松本; 律雄入江
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2023-05-27
Also published as: JP2004354529A

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、現像装置全体を小型化かつ扁平化させた形態にした場合であっても現像剤を十分に帯電させた後に現像領域に供給することができる現像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、この種の現像装置においては、例えばその使用先である画像形成装置に求められる小型化、高生産化等の要請の影響を受けて、その小型化や高生産化等の要請に応えるべき状況にあるものがある。
【０００３】
その小型化の要請に対しては、現像装置の全体を決定するハウジング（筐体）が小型化されることが望まれ、そのため、現像剤を担持して静電潜像が形成される像担持体と対向する現像領域に搬送する現像ロールの小径化が余儀なくされている。また、カラー画像形成装置のように複数の現像装置を装備して使用する場合には、現像装置を扁平化することも小型化に有効になる場合もある。一方、その高生産化の要請に対しては、画像形成プロセススピードの高速化に合わせて現像ロールを高速で回転する必要性がある。
【０００４】
ところで、このような小型化を図ろうとする現像装置にあっては、そのハウジングの現像剤を収容する収容空間部とその収容された現像剤を現像ロールに供給するまでの搬送距離が短くなったり、その搬送空間が少なくなる。このため、例えば、現像剤としてトナーとキャリアからなる二成分現像剤を使用する場合、その現像剤収容空間内に新たに補給された二成分現像剤のトナーとキャリアを、その限られた現像剤収容空間内で回転駆動するオーガー等の攪拌搬送部材により素早く攪拌して十分に帯電させた後に現像ロール側に供給する（受け渡す）ことが重要となる。これは、現像剤が帯電不十分な状態で現像ロールにより現像領域に搬送されて現像が行われると、トナークラウド（トナー浮遊現象）、画像のかぶりや濃度むら等の不具合が発生してしまうからである。
【０００５】
これに対し、本出願人も、上記オーガーのような攪拌部材の構造等を工夫することにより、現像装置を小型化や扁平化させた場合であっても、かかるオーガーにより現像剤をその収容空間内で良好に攪拌搬送して帯電させることなどが可能になる現像装置に関する提案を行っている（特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００３−５４９９号公報（請求項、段落００５３〜００５４、図８など）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しがしながら、小型化や扁平化が求められる現像装置にあっては、現像ロールに担持される現像剤を一定の層厚に規制するための層厚規制部材の大きさや設置位置等に制約が生まれる。すなわち、そのハウジング等の高さ寸法（厚さ）などを低くする必要があることから、現像ロールの周囲から上方に突出する高さができる限り少なくなるような層厚規制部材の大きさやその設置位置が求められる。このような制約を満たす層厚規制部材としては、例えば、ロール状のものや、高さの低い板状のものが使用される。また、その設置位置としては、現像ロールの頂上部よりもオーガー寄りに下方にずれた位置などが採用される。
【０００８】
そして、このような制約を受けた層厚規制部材を採用する場合には、その層厚規制部材の周囲の空間スペースも少なくなる傾向にあり、特にその規制部材により現像ロールから掻き取られる現像剤が攪拌されるように効率よく流動して摩擦帯電されるという効果が期待できなくなる。このため、その帯電効果が得られない分、かかる帯電不足に起因して前述したような不具合が同様に発生することがある。このような層厚規制部材の制約に起因した現像剤の帯電不足は、前述した提案の現像装置のようにオーガーの改良によって対処することは難しい。
【０００９】
また、小型化された現像装置において高生産化の要請に応えるために現像ロールやオーガーのような回転速度を増加させた場合には、オーガー等の攪拌搬送部材による十分な攪拌時間の確保ができなくなるため、現像剤の帯電不足がさらに助長されてしまう傾向にある。また、この場合、前記した層厚規制部材の制約に起因した現像剤の帯電不足があることは更に不利な要素になってしまうため、その改善が強く望まれる。
【００１０】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その主な目的とするところは、現像装置が小型化や高生産化等がされることがあっても、特に層厚規制部材における現像剤の流動による摩擦帯電の効果を実現することができ、その現像剤の帯電不足に起因した不具合の発生を抑制することができる現像装置を提供することにある。
【００１１】
【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近接して対向する開口部とこの開口部側に開放され現像剤が収容される収容空間部とが形成されたハウジングと、このハウジングの収容空間部に回転駆動するように取り付けられ、その収容空間部に収容される現像剤を攪拌しながら搬送する攪拌搬送部材と、前記ハウジングの開口部と前記収容空間部との間に回転駆動するように取り付けられ、前記攪拌搬送部材により搬送される現像剤をロール表面に担持して前記像担持体と対向する現像領域まで搬送する現像ロールと、この現像ロールの前記攪拌搬送部材側となるロール表面部分とその軸方向にそって一定の間隔をあけて対向配置され、そのロール表面に担持される現像剤の層の厚さを規制する層厚規制部材とを備えた現像装置において、
前記層厚規制部材と前記攪拌搬送部材との間に存在し、その層厚規制部材によって掻き取られた余剰の現像剤がその攪拌搬送部材側に移動する流れを抑制して前記現像ロール側に移動する流れを誘発させる現像剤誘導部材を設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
この現像装置によれば、現像ロールに担持された後に層厚規制部材によって掻き取られた余剰の現像剤が、現像剤誘導部材によって攪拌搬送部材側に移動することが少なく現像ロール側に移動するように流れる。これにより、その掻き取られた余剰の現像剤が、現像ロール側に移動して層厚規制部材により再度掻き取られた後に再び現像ロール側に移動するという、あたかも現像ロール、層厚規制部材および現像剤誘導部材を通して再び現像ロール側に戻って流動するかのごとく環流するようになる。この結果、現像剤はその環流の動きにより攪拌されて摩擦帯電されるようになる。なお、この現像装置に使用される現像剤は、通常、トナーとキャリアからなる二成分現像剤である。
【００１３】
このような現像剤誘導部材は、その層厚規制部材と攪拌搬送部材の間でハウジングから下方にむけて突出するとともに、その下端部が層厚規制部材の最下部よりも下方の位置に存在する形態からなる部材であることが好ましい。このような形態としては、板状の形態が一般的であるが、特にその形態に限定されない。また、この現像剤誘導部材は、例えば、ハウジングの一部として一体的に形成したり、あるいは、ハウジングとは別体の構成部品として形成することができる。さらに、この現像剤誘導部材は、上記環流の動きを促進させるため、その下端部側を現像ロール側に曲げた形状としてもよい。
【００１４】
また、上記現像剤誘導部材は、その下端部と現像ロールの回転中心とを結ぶ直線とその現像ロールの回転中心と攪拌搬送部材の回転中心とを結ぶ直線とのなす角度αが０°＜α≦１５°、好ましくは０°＜α≦１３°との条件を満たすように設定するとよい。この角度αが０°以下になると、現像ロールと現像剤攪拌搬送部材との間における現像剤どうしの移動が阻害され、これにより現像ロールおよびその周辺部に存在する現像剤が現像剤攪拌搬送部材側に存在する現像剤と置き換わることが減って滞留する状態となり、しかも、その状態にある現像剤における現像剤の濃度（トナー濃度）が現像動作により（トナーが消費されて）次第に低下するようになり、この結果、現像して得られる画像の濃度の低下（現像履歴）を引き起こす可能性がある。反対に、角度αが１５°を超えると、上述したような環流が発生しにくくなり、ひいては現像剤の帯電効果が得にくくなる。
【００１５】
この角度αの設定は、現像ロールの回転中心と攪拌搬送部材の回転中心とを結ぶ直線が現像装置の設置使用時の水平線（面）とのなす角度βが０°＜β≦１５°の範囲となるように設定された現像装置において特に有効である。この角度βは現像ロールと攪拌搬送部材との回転中心における高低差を示す目安になり、換言すれば現像装置が扁平化されている程度を示す１つの指標になる。つまり、この角度βが小さいほど、現像装置が扁平化されていることを示す。上記現像装置の設置使用時の水平線とは、現像装置を画像形成装置に実際に装着して使用するときの水平線となるものであればよい。また、攪拌搬送部材が現像ロールと平行した状態で複数設置される場合には、その各攪拌搬送部材の回転中心を互いに結ぶ直線を設定使用時の水平線とみなしてもよい。
【００１６】
さらに、以上の各現像装置においては、その現像剤は、収容空間部に収容されている現像剤の堆積した上面と現像剤誘導部材の下端部との離間距離が４ｍｍ以下に保たれるように収容されているように設定するとよい。この場合には、層厚規制部材で掻き取られた現像剤が現像剤誘導部材により現像ロール側に移動して環流する動きが発生しやすくなり、その環流の動きによる現像剤の帯電効果が得やすくなる。
【００１７】
以上のような現像剤誘導部材を設けた各現像装置は、小型化および扁平化の観点から、その層規制部材としてロール状のものや、高さが比較的低い板状のものを採用した場合に特に有益である。また、小型化および扁平化の観点や高生産化の観点から、その現像ロールとして、その回転速度をＲｓ（ｒｐｍ）、その外径をＤ（ｍｍ）としたときに、Ｒｓ／Ｄ²＞１．５の条件を満たす設定を採用した場合にも、特に有効である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
《実施の形態１》
図１〜４は本発明の実施の形態１に係る現像装置を示すものであり、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。
【００１９】
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、仕切り枠プレート１８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。
【００２０】
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が収容されて存在する収容空間部１２が形成される形態になっている。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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との組立て接合時にリブ２９が食い込むようになっている。
【００２６】
さらに、上部ハウジング３０における下段部蓋部３２の収容凹部蓋部３１寄りの端部には、後記する仕切り枠プレート１８（の上辺側枠部を主に）を差し込んで取り付けるための取付け溝３４が形成されている。この取付け溝３４は、下部ハウジング２０に形成する取付け溝２４と対応するものであり、現像ロール１３等の回転軸と平行した状態でかつ上部ハウジング３０の上面部にも連続した状態で形成されている。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
オーガー１５、１６は、そのいずれも回転軸１５ａ，１６ａ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１５ｂ，１６ｂ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２１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）。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。
【００３０】
仕切り枠プレート１８は、図５に示すように、この現像装置の使用直前に剥離して取り除く仕切り用フィルム７０を貼付するためのものであるとともに、そのフィルム７０を取り除いた後にその一部（上辺側枠部１８ａ（Ｕ））を現像剤の特定の流れを誘発させる現像剤誘導板６０として使用するものである。
【００３１】
この実施形態では、その仕切り枠プレート１８として、その仕切り用フィルム７０の一部が貼付される枠部１８ａと、ハウジング１０の収容空間部１２の縦断面形状（細長い長方形）に相応する開口形状からなる現像剤通過用の開口部１８ｂとを有する板状のものを使用している。また、この仕切り枠プレート１８は、非磁性のステンレス板（厚さ１ｍｍ程度）を用いて形成されている。
【００３２】
そして、この仕切り枠プレート１８は、図６に示すように、その下辺側枠部１８ａ（Ｌ）を、その全体が下部ハウジング２０に形成した取付け溝２４の中にほぼ収容された（換言すれば、ほぼ隠れた）状態となるような寸法（高さ）に形成している。一方、その上辺側枠部１８ａ（Ｕ）については、その全体が上部ハウジング３０に形成した取付け溝３４に収容されるとともに、その下端部１８ｄが取付け水３４から所定量だけ突出した状態となるような寸法に形成している（図１など参照）。さらに、この仕切り枠プレート１８では、図５、６に示すように、その左右の側辺上部に誤差込防止用の突出部１８ｃをそれぞれ形成している。この突出部１８ｃに対応して、下部ハウジング２０の側面部に形成された取付け溝２４の上部にも、その突出部１８ｃが仕切り枠プレート１８の正しい差し込み時にのみ収まる突出部用溝部２４ａを形成している。
【００３３】
仕切り枠プレート１８のうち現像剤誘導板６０として使用する上辺側枠部１８ａ（Ｕ）は、図７に示すように、層厚規制ロール１４とオーガー１６との間で上部ハウジング３０の内壁面から下方にむけて突出するとともに、その下端部１８ｄ（６０ａ）が層厚規制ロール１４の最下部１４ａよりも下方の位置に存在する形態になっている。
【００３４】
また、現像剤誘導板６０として使用する上辺側枠部１８ａ（Ｕ）は、図７に示すように、その現像剤誘導板６０である上辺側枠部１８ａ（Ｕ）の下端部１８ｄ（６０ａ）と現像ロール１３の回転中心１３ｃとを結ぶ直線Ｌ１とその現像ロール１３の回転中心１３ｃとオーガー１６の回転中心１６ｃとを結ぶ直線Ｌ２とのなす角度αが、少なくとも０°＜α≦１５°との条件を満たすように設定している。図７において符号Ｌ３で示す点線は、２つのオーガー１５、１６の各回転中心１５ｃ，１６ｃを結ぶ直線であり、この現像装置の装着使用時における水平基準線にも相当するものである。
【００３５】
なお、この現像装置では、小型扁平化を実現するため、この直線Ｌ３と前記直線Ｌ２とのなす角度βが少なくとも０°＜β≦１５°との条件を満たすように設定している。また、現像剤２については、その堆積収容されている上面が少なくとも２つのオーガー１５、１６の各回転中心１５ｃ，１６ｃよりも上側に位置するような量を充填するようにしている。
【００３６】
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。
【００３７】
まず、図３〜図４に示すように、下部ハウジング２０に対して現像ロール１３、パドルホイール１７、２本のオーガー１５、１６および層厚規制ロール１４を下部ハウジング２０に形成された前記各軸受孔２６、２７等にそれぞれ差し入れることにより装着する。この際、現像ロール１３、オーガー１５、１６およびパドルホイール１７は、各駆動伝達ギア１３ｅ，２５を介して連結され、現像ロール１３が図示しない駆動モータ等の回転動力を受けることにより、それぞれ所定の方向に所定の速度で回転する機構になっている。また、仕切り枠プレート１８を下部ハウジング２０の取付け溝２４に差し込んでおく。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。
【００３８】
この上部ハウジング２０の取付けは、初めに、図２〜図４に示すように、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。
【００３９】
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。また、この上下ハウジング２０、３０の一体化と同時に、仕切り枠プレート１８はその上辺側枠部１８ａ（Ｕ）が上部ハウジングの取付け溝３４にはめ込まれることにより取付け固定される。
【００４０】
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。
【００４１】
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に前述したような所定量の現像剤２が充填される。また、この現像装置の使用に際しては、現像剤補給装置から上部ハウジング３０の現像剤補給部３３を通して新たな現像剤が補給されるようになっている。
【００４２】
そして、この現像装置は、概略、以下のように作動する。
【００４３】
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駆動する。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各オーガーの回転軸１５ａ，１６ａ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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
また、この現像装置では、その現像動作中において、図８に示すように層厚規制ロール１４により掻き取られた（せき止められた）余剰の現像剤がオーガー１６側に移動するように流動しようとするが、その層厚規制ロール１４とオーガー１６との間において、下端部６０ａが層規制ロールの最下部１４ａよりも下方の位置に突出した状態で存在する現像剤誘導板６０としての仕切り枠プレート上辺側枠部１８ａ（Ｕ）によって、そのオーガー１６側に移動する現像剤の流れが一部せき止められるようにして抑制される。
【００４７】
そして、その抑制された余剰の現像剤は、図８中に矢付き点線Ｊで示すように、その自重で下部ハウジング３０側に落下移動した後に、その下方の位置で回転するパドルホイール１７の回転により現像ロール１３側に移動するように誘導される。これにより、その現像剤は、現像ロール１３側に再送されるとともに、その一部は層厚規制ロール１４によって再び掻き取られて現像剤誘導板６０による誘導作用を同様にして受ける。
【００４８】
この結果、層厚規制ロール１４により掻き取られた余剰の現像剤は、現像剤誘導板６０によってオーガー１６側へ移動する流れが抑制されて現像ロール１３側に移動する流れを誘発されるようになり、図８の矢付き点線Ｊに示すような状態で環流する。この環流の動きにより、その現像剤（トナー）がキャリアと頻繁に攪拌されて摩擦帯電される機会が増え、また、その摩擦帯電された状態の現像剤の一部が少しずつ層厚規制ロール１４を通過して現像ロール１３（のスリーブ１３ａ）によって現像領域Ｅに搬送される。
【００４９】
したがって、この現像装置では、トナーの帯電不足によるトナークラウドの発生や、現像される画像におけるカブリや濃度むら等の不具合が発生しにくく、良好な現像が行われるようになる。
【００５０】
この点、図９に例示するように、層厚規制ロール１４とオーガー１６との間に、その下端部１８ｄが層厚規制ロール１４の最下部１４ａよりも下方の位置に突出した位置でかつオーガー１６の回転時の上端よりも高い位置にある仕切り枠プレート１８の上辺側枠部１８ａ（Ｕ）が存在する現像装置では、このような現像剤の良好な帯電効果は得られない。つまり、その層厚規制ロール１４により掻き取られた余剰の現像剤は、仕切り枠プレート１８の上辺側枠部１８ａ（Ｕ）によってせき止められてその移動が阻止されることがなくオーガー１６側にそのまま移動するように流動してしまい（図中の矢付点線）、この結果、上記したような環流のごとき流動はしない。このため、かかるオーガー１６側に再送された現像剤については、層厚規制ロール１４の周辺部で頻繁に攪拌されて摩擦帯電される機会がほとんど発生しないのである。
【００５１】
［評価試験］
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。
【００５２】
＜評価試験１＞
まず、現像ロール１３の回転速度条件と現像剤誘導板６０の有無とに対するトナー帯電量の変化について測定して調べた。
【００５３】
この試験１では、図１０に示す条件と以下に説明する条件にそれぞれ設定した４タイプのテスト用現像装置（Ａ−１〜４）を使用した。現像ロール１３についてはいずれも、その外径（スリープ１３ａの外径）Ｄが１２ｍｍのものを使用し、図１０に示すような２種類の回転速度Ｒｓで回転駆動させた。この際、そのいずれの回転速度に設定した場合も現像ロール１３と感光ドラム１００との間の周速比が１．３となるようにプロセス速度を９５ｍｍ／ｓｅｃ、１５１ｍｍ／ｓｅｃのいずれかに設定した。層形成ロール１４としてはいずれも、５ｍｍφの非磁性ロールを使用した。オーガー１５、１６としてはいずれも、直径が５ｍｍ、長さ（実際に攪拌搬送を行う羽根１５ｂ等が形成される部分の長さ）が２２８ｍｍの回転軸１５ａ，１６ａに、羽根１５ｂ，１６ｂをピッチＰが２５ｍｍ、その回転軸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。そして、現像剤誘導板６０としてはいずれも、前記した角度αが１２°となるように設定したものを使用した。
【００５４】
また、この試験１では、現像剤２として、上記いずれの現像装置に対しても、ポリエステル樹脂を主要材料とし、表面に微粒子を添加した平均粒径７.５μｍのマイナス帯電型トナーと、フィライト粒子表面に樹脂をコートした平均粒径４５μｍの磁性キャリアからなる二成分現像剤を使用した。トナーは、そのトナー濃度ＴＣが８％となるように調製した。キャリアは、その１０⁶／４π・Ａ／ｍの磁場中での磁化が２２５ｋＡ／ｍ、１０⁶Ｖ／ｍの電場中での抵抗が１０¹²Ω・ｃｍのものである。また、現像剤２は、１１０ｇ（Ａ４版サイズ）となる量を充填するとともに、予めオーガー１５、１６を所定時間回転させることでそのトナーを一定の電位に帯電させた。
【００５５】
トナー帯電量の測定は以下のようにして行った。まず、図４に示すように、上部ハウジング２０の現像剤補給部３３から下部ハウジング３０の現像剤収容凹部２１（循環折返し兼受入れ部２１ｄ）に対し、無帯電のトナーを上記充填量の１％の重量に相当する量だけ投入する。次いで、現像装置を駆動させて現像ロール１３の測定地点Ｋ（図４）においてスリーブ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採取する。その採取した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。
【００５６】
このときの結果を図１０と図１１に示す。図１０では、トナー帯電分布についてトップ、ピークおよびボトムでの測定結果を示すとともに、その各結果のなかに逆極性に帯電したトナー（逆極トナー）の有無を確認して以下の基準で評価した。下記「実用上問題あり」とは、逆極トナーが存在すると、かかるトナーを含む現像剤により現像したトナー像を例えば記録用紙に転写する際に、その用紙上における非画像部に逆極トナーが付着するカブリ現象が発生してしまうという問題があることを意味している。
○：逆極トナー無し。
×：逆極トナーあり（実用上問題あり）。
【００５７】
図１０や図１１に示す結果から明らかなように、現像ロール（スリーブ）の回転速度が小さい場合（Ａ−１，Ａ−２）には、トナーの帯電は、現像剤誘導板６０の有無にかかわらず、正しい極性（マイナス極性）に維持されて逆極性に帯電されることもない。しかし、現像ロールの回転速度が大きくなると、現像剤誘導板６０がない場合（Ａ−３）には、トナーの帯電分布が低下し、低帯電のトナーや逆極トナーが発生するようになる。この低帯電トナーや逆極トナーの存在がトナークラウドやカブリ等の発生原因となる。これに対して、現像剤誘導板６０がある場合（Ａ−４）には、そのトナーの帯電分布は良好となり、低帯電のトナーや逆極トナーが発生することがない。
【００５８】
＜評価試験２＞
次に、現像剤誘導板６０の条件に対する濃度むらおよび現像履歴の発生状況について調べた。
【００５９】
この試験２では、図１２に示す条件と以下に説明する条件にそれぞれ変更又は固定した以外は試験１と同じ条件にそれぞれ設定した７タイプのテスト用現像装置（Ｂ−１〜７）を使用した。現像ロール１３（スリープ１３ａ）の回転速度Ｒｓについてはいずれも３１２ｒｐｍとした。また、プロセス速度は１５１ｍｍ／ｓｅｃとした。現像剤誘導板６０については、角度αを６種類の条件にそれぞれ設定するとともに、参考までに現像剤誘導板６０を使用しないものを加えた。ちなみに、前記した角度βはいずれの現像装置の場合も約１４°である。なお、現像剤としては、試験１と同じトナー濃度ＴＣが８％の二成分現像剤に加えて、濃度むらの発生状況を確認しやすいようにする観点からそのトナー濃度ＴＣを４％に設定した二成分現像剤を使用した。
【００６０】
濃度むらの発生状況は以下のようにして調べた。まず、上記各テスト用現像装置を同じプリンタに搭載し、ハーフトーンの全面ベタ画像を縦送りのＡ４版用紙の全面にそれぞれプリントした。そして、図１３に示すように、その各用紙Ｐ上に形成されたハーフトーンのベタ画像２００中にオーガー１６の羽根１６ｂのピッチに相当する間隔で現われる筋状の画像むら（オーガーマーク）２１０が発生するか否かおよびその画像むらの程度について調べ、それらを以下の基準で評価した。結果を図１２に示す。
○：未発生。
△：軽微な濃度むらが発生（実用上問題なし）。
×：実用上問題となるレベルの濃度むらが発生。
【００６１】
なお、このようなオーガーマーク２１０は、現像ロールのスリーブ上に既に担持されている現像剤に対し、オーガー１６側から新たに搬送供給されて担持される現像剤が層厚規制ロール１４で十分に攪拌、均一化されることなくオーガーの搬送状態（羽根１６ｂの搬送作用により送られた状態）のままでスリーブ１３ａ上に供給されることにより、その双方の現像剤におけるトナー濃度ＴＣに差がそのまま画像の濃度差となって現われるものとされている。
【００６２】
現像履歴の発生状況については以下のようにして調べた。まず、同じトナー濃度ＴＣ（４％、８％）の現像剤を使用して図１４ａに示すような帯状（幅２０ｍｍ）のテスト画像２２０を縦送りのＡ４版用紙Ｐに連続して１６枚分プリントした後、同図ｂに示すようにハーフトーンのベタ画像２００を用紙全面にプリントした。その各ベタ画像中に前記帯状のテスト画像２２０に相応した画像濃度が低い領域２３０が履歴（ゴースト）として発生しているか否かを調べ、それらを以下の基準で評価した。結果を図１２に示す。また、図１２には上記濃度むらと現像履歴の評価結果について総合評価した結果も併せて示している。総合評価については、上記評価として１つでも「×」の評価がある場合には「×」、「△」の表結果が複数ある場合には「△」、それ以外の評価結果であった場合には「○」という基準で評価した。
○：未発生。
×：実用上問題となるレベルの画像履歴が発生。
【００６３】
図１２に示す結果から明らかなように、現像剤誘導板６０の角度αが大きくなりすぎると、現像剤誘導板の下端部６０ａの突出量が少なくなるかまたは無くなるため、かかる現像剤誘導板による効果（層厚規制ロール１４で掻き取られた現像剤を還流させて攪拌させる効果）が得られず濃度むらが発生するようになる。反対に、その現像剤誘導板６０の角度αが小さくなりすぎると、現像履歴が発生するようになる。この現像履歴が発生するのは、オーガー１６から現像ロール１３に移動して供給される新しい現像剤が現像剤誘導板６０に遮られて十分に供給されなくなるためと推測される。以上のことから、現像剤誘導板６０の角度αについては０°＜α≦１５°の範囲に設定することが好ましく、より好ましくは５°≦α≦１２°の範囲に設定するよい。
【００６４】
＜評価試験３＞
次に、現像剤誘導板６０と現像剤充填量の関係に対する濃度むらおよび現像履歴の発生状況について調べた。
【００６５】
この試験３では、図１５に示す条件と以下に説明する条件にそれぞれ変更又は固定した以外は試験２と同じ条件にそれぞれ設定した５タイプのテスト用現像装置（Ｃ−１〜５）を使用した。現像剤誘導板６０についてはいずれも、その角度αが１２°となるように設定した。現像剤については、そのトナー濃度ＴＣが８％に設定したものを使用した。そして、図１６に示すように、現像剤誘導板の下端部６０ａと現像剤２の堆積面（嵩高さ）との距離Ｈが５種類の値になるように現像剤の充填量をそれぞれ調整した。なお、現像剤２の堆積面はオーガー１５、１６の各回転中心を結ぶ直線（Ｌ３）とほぼ平行の関係にある。また、このときの現像剤誘導板の下端部６０ａと上記直線Ｌ３（実際にはオーガー１５、１６の各回転中心）との離間距離（高低差）は４ｍｍであった。
【００６６】
濃度むらおよび現像履歴の発生状況については試験２の場合と同様にして調べた。そのときに得られた結果を同じ基準で評価して図１５に示す。また、図１５には試験２の場合と同様に総合評価の結果についても示した。
【００６７】
図１５に示す結果から明らかなように、現像剤誘導板の下端部６０ａと現像剤２の堆積面との距離が小さくなるほど、特に濃度むらが発生しなくなる。反対に、その距離が大きくなるほど、濃度むらが発生しやすくなることに加えて、現像履歴も発生するようになる。以上のことから、現像剤２の充填量は、その充填面と現像剤誘導板の下端部６０ａとの距離Ｈが４ｍｍ以下となるように設定することが好ましい。
【００６８】
なお、図１７は、現像装置の小型化および高生産化を実現する観点から、上記実施の形態１に係る現像装置における現像ロール（のスリーブ）１３の回転速度：Ｒｓと現像ロール（のスリーブ）１３の外径：Ｄとを種々変更して組み合わせたもの（Ｒｓ／Ｄ²の値）を一覧にして示したものである。ちなみに、このときの現像ロール回転速度：Ｒｓ（ｒｐｍ）は、Ｒｓ＝［（プロセス速度×周速度）／（Ｄ×π）］×６０として得られる。
【００６９】
そして、図１７中において太めの二重枠線で囲った欄の設定からなる現像装置は、現像ロールの小径化と高生産性とを実現する際に、特にトナークラウドや画像濃度むら等の不具合が発生しやすい条件を有するものに該当するものであり、しかも、かかる不具合を解消するために上述したような現像剤誘導板６０の設置が必要であって、より大きな効果が期待できるものに相当するものである。
【００７０】
《他の実施の形態》
実施の形態１では、現像剤誘導板６０として仕切り枠プレート１８の上辺側枠部１８ａ（Ｕ）を利用した構成のものを例示したが、現像剤誘導部材としては以下に例示するような構成のものを適用することも可能である。
【００７１】
図１８は、専用の板状の現像剤誘導部材６２を適用した構成例である。この現像剤誘導部材６２は、図１９に示すように平板状に形成されたものであり、これを上部ハウジング３０の取付け溝３４に差し込んだ状態で固定して使用するものである。この現像誘導部材６２は、例えばハウジング１０と同じプラスチック材料（例えばポリカーボネートを含有したポリスチレン）を用いて形成することができる。また、現像誘導部材６２のハウジング１０への固着は接着剤や取付けネジを用いて行う。
【００７２】
このような板状の現像剤誘導部材６２を使用する場合であっても、実施の形態１における現像剤誘導板６０の場合と同様に、その下端部６２ａが少なくとも層厚規制ロール１４の最下部よりも下方に位置し、また、角度α、βや離間距離Ｈ等の各条件を満たすように設定することにより、同様の作用効果が得られる。
【００７３】
図２０は、専用の板状の現像剤誘導部材６３を適用した構成例である。この現像剤誘導部材６３は、図２１に示すように板状部材であってその下方先端部６２３ｂを現像ロール１３側に折り曲げた形状に形成されたものであり、これを上部ハウジング３０の取付け溝３４に差し込んだ状態で固定して使用するものである。この現像剤誘導部材６３は、前記平板状の現像剤誘導部材６２と同じ材料を用いて形成することができる。その折り曲げ角度については適宜設定される。また、そのハウジングへの固着は前記現像剤誘導部材６２の場合と同様の手段によって行う。
【００７４】
このような折り曲げ部を有する板状の現像剤誘導部材６３を使用する場合であっても、実施の形態１における現像剤誘導板６０の場合と同様に、その下端部６３ａが少なくとも層厚規制ロール１４の最下部よりも下方に位置し、また、角度α等の各条件を満たすように設定することにより、同様の作用効果が得られる。なお、この種の現像剤誘導部材６３は、その下方先端部６３ｂを屈曲させて状態で折り曲げるほか、円弧状に緩やかなカーブを描くように折り曲げるようにしてもよい。
【００７５】
図２２は、専用の現像剤誘導部材６５を適用した構成例である。この現像剤誘導部材６５は、同図に示すように上部ハウジング３０に板状の突起部として一体的に形成したものである。このハウジング一体型の現像剤誘導部材６５は、前記ハウジングと同じ材料により、ハウジングの製作時に同時に形成される。また、この現像剤誘導部材６５は、必要に応じて、その下方先端部を上記した折り曲げ部を有する板状の現像剤誘導部材６３と同様に折り曲げた形状にしてもよい。
【００７６】
このようなハウジング一体型の現像剤誘導部材６５を使用する場合であっても、実施の形態１における現像剤誘導板６０の場合と同様に、その下端部６５ａが少なくとも層厚規制ロール１４の最下部よりも下方に位置し、また、角度α等の各条件を満たすように設定することにより、同様の作用効果が得られる。なお、この種の現像剤誘導部材６５は、板状の突起部として形成するほか、断面が三角形等の形状からなる突起部として形成しても構わない。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の現像装置によれば、層厚規制部材と攪拌搬送部材との間に存在する現像剤誘導部材を設けたので、現像装置が小型化や高生産化等がされることがあっても、特に層厚規制部材における現像剤の流動による帯電効果を実現することができ、その現像剤の帯電不足に起因した現像剤浮遊や画像不良等の不具合の発生を抑制することができる。
【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１のＱ−Ｑ線に沿う断面図。
【図３】図１の現像像置の分解斜視図。
【図４】下部ハウジングを上から見たときの状態を示す平面図。
【図５】現像剤誘導板として兼用する仕切り枠プレートを主に示すもので、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその上面図。
【図６】仕切り枠プレートとその取付け溝との構成を示す要部説明図。
【図７】現像像置における現像剤誘導板の主要な構成等を示す説明図。
【図８】現像剤誘導板による現像剤の一部流動状態を示す要部説明図。
【図９】現像剤誘導板のような構成の部材がない場合における現像剤の一部流動状態を示す要部説明図。
【図１０】評価試験１の条件および結果を示す図表。
【図１１】評価試験１の結果を示すグラフ図。
【図１２】評価試験２の条件および結果を示す図表。
【図１３】画像むら（オーガーマーク）の現象を示す平面説明図。
【図１４】現像履歴を測定するためのプリント内容とその履歴現象の発生状態を示す平面説明図。
【図１５】評価試験３の条件および結果を示す図表。
【図１６】現像像置における現像剤誘導板と現像剤の充填量との構成等を示す説明図。
【図１７】現像装置の小型化および高生産化を図るための構成内容を示す図表。
【図１８】他の実施の形態に係る現像装置（専用の平板状現像剤誘導部材を適用した場合）を示す概要図。
【図１９】図１８の平板状現像剤誘導部材を示す概略斜視図。
【図２０】他の実施の形態に係る現像装置（折り曲げ部を有する専用の板状現像剤誘導部材を適用した場合）を示す概要図。
【図２１】図２０の板状現像剤誘導部材を示す概略斜視図。
【図２２】他の実施の形態に係る現像装置（ハウジングと一体的に形成する板状現像剤誘導部材を適用した場合）を示す概要図。
【符号の説明】
２…二成分現像剤（現像剤）、１０…ハウジング、１１…開口部、１２…現像剤収容空間部、１３…現像ロール、１３ｃ…現像ロールの回転中心、１５，１６…オーガー（攪拌搬送部材）、１５ｃ，１６ｃ…オーガーの回転中心、１３…現像ロール（現像剤担持体）、１８…仕切り枠プレート、６０…現像剤誘導板（現像剤誘導部材）、６０ａ…下端部、６１，６３，６５…現像剤誘導部材、６１ａ，６３ａ，６５ａ…下端部、１００…感光ドラム（像担持体）、Ｅ…現像領域、Ｈ…離間距離。[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 multi-function machine that forms an image composed of a developer. In particular, the entire developing device is reduced in size and flattened. The present invention relates to a developing device that can supply the developer to the development area after sufficiently charging the developer.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in this type of developing device, for example, the demand for downsizing and high production should be met under the influence of downsizing and high production required for the image forming apparatus that is used. There is something in the situation.
[0003]
In response to the demand for miniaturization, it is desirable that the housing (casing) that determines the entire developing device be miniaturized. For this reason, an image carrier on which an electrostatic latent image is formed by carrying a developer. The diameter of the developing roll conveyed to the developing area facing the body is inevitably reduced. Further, when a plurality of developing devices are installed and used like a color image forming apparatus, flattening the developing device may be effective for downsizing. On the other hand, in response to the demand for higher production, it is necessary to rotate the developing roll at a high speed in accordance with an increase in the image forming process speed.
[0004]
By the way, in such a developing device to reduce the size of the housing, a housing space portion for housing the developer in the housing and a transport distance until the housed developer is supplied to the developing roll may be shortened. The transport space is reduced. Therefore, for example, when a two-component developer composed of toner and carrier is used as the developer, the toner and carrier of the two-component developer newly supplied in the developer accommodating space are used as the limited developer. It is important to quickly agitate and sufficiently charge the agitation roll with an agitating / conveying member such as an auger that is rotationally driven in the accommodation space, and then supply (deliver) to the developing roll side. This is because problems such as toner cloud (toner floating phenomenon), fogging of the image, and uneven density occur when the developer is transported to the development area by the developing roll with insufficient charging. It is.
[0005]
On the other hand, even if the present applicant has devised the structure of the stirring member such as the auger, etc., even if the developing device is downsized or flattened, the auger allows the developer to be stored in the space. Proposals have been made on a developing device that can be charged with being stirred and transported well (Patent Document 1).
[0006]
[Patent Document 1]
JP2003-5499A (Claims, paragraphs 0053 to 0054, FIG. 8, etc.)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a developing device that requires downsizing or flattening, the size and installation position of the layer thickness regulating member for regulating the developer carried on the developing roll to a certain layer thickness is restricted. Is born. That is, since it is necessary to reduce the height dimension (thickness) of the housing, etc., the size of the layer thickness regulating member and its installation so that the height protruding upward from the periphery of the developing roll is as small as possible. A position is required. As the layer thickness regulating member that satisfies such restrictions, for example, a roll-shaped member or a plate-shaped member having a low height is used. Further, as the installation position, a position shifted downward toward the auger from the top of the developing roll is adopted.
[0008]
When a layer thickness regulating member subjected to such restrictions is adopted, the space around the layer thickness regulating member tends to be reduced, and in particular, the developer scraped off from the developing roll by the regulating member. As a result, it is impossible to expect the effect of efficient flow and triboelectric charging. For this reason, since the charging effect cannot be obtained, the above-described problems may occur in the same manner due to the insufficient charging. Such insufficient charging of the developer due to the restriction of the layer thickness regulating member is difficult to deal with by improving the auger like the above-described proposed developing device.
[0009]
In addition, when the rotational speed of a developing roll or auger is increased to meet the demand for higher production in a miniaturized developing device, sufficient agitation time is secured by an agitating and conveying member such as an auger. But Since it becomes impossible to do so, the insufficient charging of the developer tends to be further promoted. Further, in this case, the lack of charging of the developer due to the restriction of the layer thickness regulating member described above becomes a further disadvantageous factor, and thus improvement is strongly desired.
[0010]
The present invention has been made in view of such problems, and the main object of the present invention is to control the layer thickness even if the developing device is downsized or increased in production. Due to developer flow in the component friction Electrification of It is an object of the present invention to provide a developing device that can realize the effect and suppress the occurrence of problems due to insufficient charging of the developer.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The developing device of the present invention includes a housing in which an opening that is close to and faces an image carrier on which an electrostatic latent image is formed, and an accommodation space that is opened to the opening and contains a developer. An agitating / conveying member which is attached to the housing space of the housing so as to be rotationally driven and transports the developer contained in the housing space while stirring, and between the opening of the housing and the housing space. A developing roll that is mounted so as to be rotationally driven, and that carries the developer conveyed by the stirring and conveying member on the surface of the roll and conveys it to a developing region facing the image carrier, and the stirring and conveying member of the developing roll A developing device comprising a roll surface portion on the side and a layer thickness regulating member that is disposed to face the roll surface with a certain distance along the axial direction and regulates the thickness of the developer layer carried on the roll surface In Stomach,
The excess developer that exists between the layer thickness regulating member and the stirring and conveying member and scraped off by the layer thickness regulating member is restrained from moving to the stirring and conveying member side, and is moved to the developing roll side. A developer guiding member for inducing a moving flow is provided.
[0012]
According to this developing device, the excess developer scraped by the layer thickness regulating member after being carried on the developing roll hardly moves to the stirring and conveying member side by the developer guiding member, and moves to the developing roll side. It flows like. As a result, the scraped excess developer moves to the developing roll side, is scraped again by the layer thickness regulating member, and then moves to the developing roll side again, as if the developing roll, the layer thickness regulating member and It returns to the developing roll side again through the developer guide member and flows as if it flows. As a result, the developer is agitated and frictionally charged by the movement of the circulation. The developer used in this developing device is usually a two-component developer composed of toner and carrier.
[0013]
Such a developer guiding member includes a layer thickness regulating member and Stirring It is preferable that it is a member which protrudes toward the downward direction from a housing between conveyance members, and has the form in which the lower end part exists in the position below the lowest part of a layer thickness control member. As such a form, although a plate-like form is common, it is not specifically limited to the form. Further, the developer guiding member can be formed integrally as a part of the housing, or can be formed as a separate component from the housing. Further, the developer guide member may have a shape in which a lower end portion thereof is bent toward the developing roll side in order to promote the movement of the circulation.
[0014]
The developer guiding member has an angle α between a straight line connecting the lower end of the developer roll and the rotation center of the developing roll and a straight line connecting the rotation center of the developing roll and the rotation center of the agitating and conveying member. It may be set so as to satisfy the condition of ≦ 15 °, preferably 0 ° <α ≦ 13 °. When the angle α is 0 ° or less, the movement of the developer between the developing roll and the developer agitating / conveying member is hindered, so that the developer present in the developing roll and its peripheral portion is separated from the developer agitating / conveying member. In this state, the developer existing on the side is reduced and stays, and the developer concentration (toner concentration) in the developer in that state gradually decreases due to the developing operation (toner is consumed). As a result, the density (development history) of the image obtained by development may be lowered. On the other hand, when the angle α exceeds 15 °, the above-described recirculation is less likely to occur, and as a result, the developer charging effect is difficult to obtain.
[0015]
This angle α is set so that the angle β formed by the straight line connecting the rotation center of the developing roll and the rotation center of the agitating / conveying member with the horizontal line (surface) when the developing device is installed and used is in the range of 0 ° <β ≦ 15 °. This is particularly effective in a developing device set to be This angle β is a guideline indicating a difference in height at the rotation center between the developing roll and the agitating / conveying member, in other words, an index indicating the degree to which the developing device is flattened. That is, the smaller the angle β is, the flatter the developing device is. The horizontal line when the developing device is installed and used may be any horizontal line when the developing device is actually mounted on the image forming apparatus and used. In addition, a plurality of stirring and conveying members are installed in parallel with the developing roll. Is In this case, the straight line connecting the rotation centers of the stirring and conveying members is regarded as the horizontal line when used. The Also good.
[0016]
Further, in each of the developing devices described above, the developer is maintained such that the separation distance between the upper surface on which the developer stored in the storage space is deposited and the lower end of the developer guiding member is 4 mm or less. It is good to set it to be accommodated. In this case, the developer scraped by the layer thickness regulating member tends to move to the developing roll side by the developer guiding member and circulate easily, and the developer charging effect by the circulatory movement is obtained. It becomes easy.
[0017]
Each developing device provided with the developer guide member as described above has a roll-like layer or a plate-like one having a relatively low height as the layer regulating member from the viewpoint of miniaturization and flattening. It is particularly beneficial to Further, from the viewpoint of miniaturization and flattening, and from the viewpoint of high production, when the rotation speed is Rs (rpm) and the outer diameter is D (mm) as the developing roll, Rs / D ² This is particularly effective when a setting satisfying the condition of> 1.5 is adopted.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1
1 to 4 show a developing device according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 1 is a perspective view thereof, FIG. 2 is a schematic sectional view taken along line Q-Q in FIG. 1, and FIG. A perspective view and FIG. 4 are top views with the upper housing removed.
[0019]
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 and conveying members, the paddle wheel 17 as the developer supplying member, and the partition frame plate 18 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.
[0020]
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 is formed with a housing opening 11 at an end portion 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 accommodated therein. In this way, the existing accommodating space 12 is formed.
[0021]
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.
[0022]
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.
[0023]
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.
[0024]
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.
[0025]
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 when assembled and joined to the lower housing 20.
[0026]
Further, an attachment groove 34 for inserting and attaching a partition frame plate 18 (mainly the upper side frame portion) to be described later is attached to an end portion of the lower step portion lid portion 32 of the upper housing 30 near the housing recess lid portion 31. Is formed. The mounting groove 34 corresponds to the mounting groove 24 formed in the lower housing 20, and is formed in a state parallel to the rotation shaft of the developing roll 13 and the like and also in a continuous state on the upper surface portion of the upper housing 30. Yes.
[0027]
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.
[0028]
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.
[0029]
The augers 15 and 16 are rotating members each having a structure in which blades 15b and 16b are formed so as to be spirally wound at a predetermined pitch in the axial direction of the rotating shafts 15a and 16a. They are arranged so as to be driven to rotate in the two rows of developer circulation transport paths 21 in the housing recess 21 (FIGS. 2 and 4). 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.
[0030]
As shown in FIG. 5, the partition frame plate 18 is for attaching a partition film 70 which is peeled off and removed immediately before use of the developing device, and a part (upper side) of the partition frame plate 18 after the film 70 is removed. The side frame 18a (U)) is used as a developer guide plate 60 that induces a specific flow of developer.
[0031]
In this embodiment, the partition frame plate 18 has a frame portion 18a to which a part of the partition film 70 is affixed and an opening shape corresponding to the longitudinal sectional shape (elongated rectangle) of the housing space portion 12 of the housing 10. The plate-shaped thing which has the opening part 18b for the developer passage which becomes is used. The partition frame plate 18 is formed using a nonmagnetic stainless plate (thickness of about 1 mm).
[0032]
As shown in FIG. 6, the partition frame plate 18 has the lower side frame portion 18 a (L) substantially accommodated in a mounting groove 24 formed entirely in the lower housing 20 (in other words, , It is formed in a dimension (height) so as to be in a substantially hidden state. On the other hand, the entire upper side frame portion 18a (U) is accommodated in the attachment groove 34 formed in the upper housing 30, and the lower end portion 18d thereof protrudes from the attachment water 34 by a predetermined amount. (See FIG. 1 etc.). Further, in this partition frame plate 18, as shown in FIGS. 5 and 6, protrusions 18c for preventing error insertion are formed on the upper sides of the left and right sides, respectively. Corresponding to the projecting portion 18 c, a projecting portion groove portion 24 a is formed on the upper portion of the mounting groove 24 formed on the side surface portion of the lower housing 20 so that the projecting portion 18 c can be accommodated only when the partition frame plate 18 is correctly inserted. ing.
[0033]
Of the partition frame plate 18, the upper side frame portion 18 a (U) used as the developer guide plate 60 is formed from the inner wall surface of the upper housing 30 between the layer thickness regulating roll 14 and the auger 16 as shown in FIG. 7. While projecting downward, the lower end 18 d (60 a) is present at a position below the lowermost part 14 a of the layer thickness regulating roll 14.
[0034]
Further, as shown in FIG. 7, the upper side frame portion 18a (U) used as the developer guide plate 60 has a lower end portion 18d (60a) of the upper side frame portion 18a (U) which is the developer guide plate 60. And the straight line L1 connecting the rotation center 13c of the developing roll 13 and the straight line L2 connecting the rotation center 13c of the developing roll 13 and the rotation center 16c of the auger 16 are at least 0 ° <α ≦ 15 °. It is set to satisfy the conditions. In FIG. 7, a dotted line indicated by a symbol L3 is a straight line connecting the rotation centers 15c and 16c of the two augers 15 and 16, and corresponds to a horizontal reference line when the developing device is mounted and used.
[0035]
In this developing apparatus, in order to realize a small flattening, the angle β formed by the straight line L3 and the straight line L2 is set so as to satisfy the condition of at least 0 ° <β ≦ 15 °. Further, the developer 2 is filled in such an amount that the upper surface where the accumulation is accommodated is positioned above the rotation centers 15c, 16c of the at least two augers 15, 16.
[0036]
The developing device having the above configuration is assembled as follows.
[0037]
First, as shown in FIGS. 3 to 4, the respective bearings in which the developing roll 13, the paddle wheel 17, the two augers 15 and 16, and the layer thickness regulating roll 14 are formed in the lower housing 20 with respect to the lower housing 20. It is mounted by inserting it into the holes 26, 27, etc., respectively. At this time, the developing roll 13, the augers 15, 16 and the paddle wheel 17 are connected via the drive transmission gears 13e, 25, respectively, and the developing roll 13 receives a rotational power from a driving motor or the like (not shown), so The mechanism rotates in the direction at a predetermined speed. Further, the partition frame plate 18 is inserted into the mounting groove 24 of the lower housing 20. 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.
[0038]
As shown in FIGS. 2 to 4, first, the upper housing 20 is attached to the locking holes 36 (a to e) in the joint surface portion 35 and the locking protrusions 26 (in the joint surface portion 25 of the lower housing 20). After the a to e) are inserted, the upper housing 30 is pressed so as to join the portion of the upper housing 30 that is the housing opening 11 side 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 on the upper housing 30 side, so that the joined state between the lower housing 20 and the upper housing 30 is finally positioned.
[0039]
As a result, the lower housing 20 and the upper housing 30 are accurately joined and integrated. Simultaneously with the integration of the upper and lower housings 20 and 30, the partition frame plate 18 is fixedly mounted by fitting the upper side frame portion 18 a (U) into the mounting groove 34 of the upper housing.
[0040]
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.
[0041]
In the developing device thus assembled, the developer containing recess 21 of the housing 10 is filled with the predetermined amount of developer 2 as described above. When the developing device is used, a new developer is supplied from the developer supply device through the developer supply portion 33 of the upper housing 30.
[0042]
The developing device generally operates as follows.
[0043]
First, in the housing 10, the developing roll 13, the paddle wheel 17, and the augers 15 and 16 are rotationally driven 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 shafts 15a and 16a of each auger. The 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.
[0044]
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. .
[0045]
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.
[0046]
Further, in this developing device, during the developing operation, as shown in FIG. 8, the excess developer scraped (damped) by the layer thickness regulating roll 14 tries to flow so as to move toward the auger 16 side. However, the partition frame plate as the developer guide plate 60 exists between the layer thickness regulating roll 14 and the auger 16 in a state where the lower end portion 60a protrudes to a position below the lowermost portion 14a of the layer regulating roll. The upper side frame portion 18a (U) suppresses the flow of the developer moving toward the auger 16 so as to be partially blocked.
[0047]
Then, as shown in FIG. 8 by the dotted arrow J in FIG. 8, the suppressed excess developer drops and moves to the lower housing 30 side by its own weight, and then rotates at the position below the paddle wheel 17 Is guided to move to the developing roll 13 side. As a result, the developer is retransmitted to the developing roll 13 side, and a part of the developer is scraped again by the layer thickness regulating roll 14 and similarly received by the developer guiding plate 60.
[0048]
As a result, the excess developer scraped off by the layer thickness regulating roll 14 is restrained from being moved toward the auger 16 by the developer guide plate 60 and is induced to flow toward the developing roll 13. It circulates in the state shown by the dotted line J with an arrow in FIG. The movement of the circulating flow increases the chance that the developer (toner) is frequently agitated with the carrier and is triboelectrically charged, and a portion of the triboelectrically charged developer is little by little. Is conveyed to the developing region E by the developing roll 13 (the sleeve 13a).
[0049]
Therefore, in this developing device, it is difficult to cause problems such as toner cloud due to insufficient charging of toner and fogging and density unevenness in an image to be developed, and good development can be performed.
[0050]
In this regard, as illustrated in FIG. 9, the lower end portion 18 d of the layer thickness regulating roll 14 and the auger 16 is lower than the lowermost portion 14 a of the layer thickness regulating roll 14. At a position that protrudes downward and above the upper end when the auger 16 rotates In the developing device in which the upper frame 18a (U) of the partition frame plate 18 located at a high position exists, such a favorable charging effect of the developer cannot be obtained. That is, the excess developer scraped off by the layer thickness regulating roll 14 is blocked by the upper side frame portion 18a (U) of the partition frame plate 18 so that its movement is not prevented and is left on the auger 16 side as it is. It flows so as to move (dotted line in the figure), and as a result, it does not flow like the above-described reflux. For this reason, with respect to the developer retransmitted to the auger 16 side, there is almost no chance that the developer is frequently stirred and frictionally charged in the peripheral portion of the layer thickness regulating roll 14.
[0051]
[Evaluation test]
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.
[0052]
<Evaluation test 1>
First, the change in the toner charge amount with respect to the rotation speed condition of the developing roll 13 and the presence or absence of the developer guide plate 60 was measured and examined.
[0053]
In this test 1, four types of test developing devices (A-1 to 4) set to the conditions shown in FIG. 10 and the conditions described below were used. Each of the developing rolls 13 used had an outer diameter (outer diameter of the sleep 13a) D of 12 mm and was driven to rotate at two types of rotational speeds Rs as shown in FIG. At this time, the process speed is set to either 95 mm / sec or 151 mm / sec so that the peripheral speed ratio between the developing roll 13 and the photosensitive drum 100 is 1.3 regardless of which rotation speed is set. did. As the layer forming roll 14, a 5 mmφ nonmagnetic roll was used. As the augers 15 and 16, the blades 15b and 16b are pitched to the rotating shafts 15a and 16a having a diameter of 5 mm and a length (the length of the portion where the blades 15b and the like for actually carrying the agitation are formed) are 228 mm The one formed in a spiral shape so that the outer diameter of the auger including P is 25 mm and the rotation axis is about 13 mm was used. As the developer guide plate 60, a developer guide plate 60 that is set so that the angle α is 12 ° was used.
[0054]
Further, in Test 1, as a developer 2, for any of the above developing devices, a negatively charged toner having an average particle size of 7.5 μm, in which polyester resin is a main material and fine particles are added to the surface, and phyllite particles. A two-component developer composed of a magnetic carrier having an average particle diameter of 45 μm and coated with a resin on the surface was used. The toner was prepared so that its toner concentration TC was 8%. Career 10 ⁶ Magnetization in a magnetic field of / 4π · A / m is 225 kA / m, 10 ⁶ Resistance in an electric field of V / m is 10 ¹² Ω · cm. Developer 2 was charged in an amount of 110 g (A4 size), and the augers 15 and 16 were rotated in advance for a predetermined time to charge the toner to a constant potential.
[0055]
The toner charge amount was measured as follows. First, as shown in FIG. 4, from the developer replenishing portion 33 of the upper housing 20 to the developer containing recess 21 (circulation folding / accepting portion 21d) of the lower housing 30, uncharged toner is 1% of the above filling amount. The amount corresponding to the weight of is added. Next, the developing device is driven, and the two-component developer carried on the sleeve 13a at the measurement point K (FIG. 4) of the developing roll 13 is sampled at regular intervals at intervals of 10 seconds or 5 seconds. The charge distribution (charge distribution) of each collected developer was measured using a charge spectrograph (CGS method).
[0056]
The results at this time are shown in FIGS. FIG. 10 shows the measurement results at the top, peak, and bottom of the toner charge distribution, and the presence or absence of toner charged in the opposite polarity (reverse polarity toner) is confirmed in each result and evaluated according to the following criteria. . The following “practical problem” means that when a reverse polarity toner is present, when a toner image developed with a developer containing such toner is transferred to, for example, a recording paper, the reverse polarity toner is applied to a non-image portion on the paper. This means that there is a problem that the attached fogging phenomenon occurs.
○: No reverse polarity toner.
X: Reverse polarity toner is present (practically problematic).
[0057]
As is clear from the results shown in FIGS. 10 and 11, when the rotation speed of the developing roll (sleeve) is low (A-1, A-2), the toner is charged depending on the presence or absence of the developer guide plate 60. Regardless, it is maintained at the correct polarity (negative polarity) and is not charged to the opposite polarity. However, when the rotation speed of the developing roll is increased, when there is no developer guide plate 60 (A-3), the charge distribution of the toner is lowered, and low-charged toner and reverse polarity toner are generated. The presence of the lowly charged toner or the reverse polarity toner causes the occurrence of toner cloud or fog. On the other hand, when there is the developer guide plate 60 (A-4), the charge distribution of the toner is good, and low-charged toner and reverse polarity toner are not generated.
[0058]
<Evaluation Test 2>
Next, the occurrence of density unevenness and development history with respect to the conditions of the developer guide plate 60 was examined.
[0059]
In this test 2, seven types of test developing devices (B-1 to 7) set to the same conditions as in the test 1 except that the conditions shown in FIG. 12 and the conditions described below are changed or fixed respectively were used. . The rotational speed Rs of the developing roll 13 (sleep 13a) was 312 rpm in all cases. The process speed was 151 mm / sec. Regarding the developer guide plate 60, the angle α was set to 6 types of conditions, and a developer guide plate 60 that did not use the developer guide plate 60 was added for reference. Incidentally, the aforementioned angle β is about 14 ° in any developing device. As the developer, in addition to the two-component developer having the same toner concentration TC as in Test 1 of 8%, the toner concentration TC is set to 4% from the viewpoint of making it easy to check the occurrence of uneven density. A two-component developer was used.
[0060]
The occurrence of density unevenness was examined as follows. First, each of the test developing devices described above was mounted on the same printer, and a full-tone half-tone image was printed on the entire surface of the A4 printing paper that was fed vertically. As shown in FIG. 13, streaky image irregularities (auger marks) 210 appearing at intervals corresponding to the pitch of the blades 16b of the auger 16 in the halftone solid images 200 formed on the respective sheets P. Whether or not it occurred and the degree of image unevenness were examined, and they were evaluated according to the following criteria. The results are shown in FIG.
○: Not generated.
Δ: Minor density unevenness occurs (no problem in practical use).
X: Concentration unevenness at a level causing a practical problem occurs.
[0061]
Note that the auger mark 210 has a layer thickness regulating roll 14 that is sufficiently loaded with a developer that is newly conveyed and carried from the auger 16 side with respect to the developer already carried on the sleeve of the developing roll. Since the auger is transported on the sleeve 13a without being agitated and uniformed (the state where the auger 16b is transported by the transporting action), the difference in toner density TC between the two developers remains unchanged. It is supposed to appear as a difference in image density.
[0062]
The development history was examined as follows. First, using a developer having the same toner density TC (4%, 8%), a strip-like (width 20 mm) test image 220 as shown in FIG. After printing, a halftone solid image 200 was printed on the entire surface of the paper as shown in FIG. In each of the solid images, it was examined whether or not a region 230 having a low image density corresponding to the strip-shaped test image 220 was generated as a history (ghost), and evaluated based on the following criteria. The results are shown in FIG. FIG. 12 also shows the results of comprehensive evaluation of the evaluation results of the density unevenness and the development history. For overall evaluation, if there is at least one “×” evaluation as the above evaluation, “×”, “△” if there are multiple table results of “△”, and other evaluation results Was evaluated according to the criteria of “○”.
○: Not generated.
X: Image history at a level causing a practical problem occurs.
[0063]
As is apparent from the results shown in FIG. 12, if the angle α of the developer guide plate 60 becomes too large, the amount of protrusion of the lower end portion 60a of the developer guide plate decreases or disappears. The effect (effect of refluxing and stirring the developer scraped off by the layer thickness regulating roll 14) cannot be obtained, and density unevenness occurs. On the contrary, when the angle α of the developer guide plate 60 becomes too small, a development history is generated. It is assumed that the development history is generated because the new developer that is supplied from the auger 16 to the developing roll 13 is blocked by the developer guide plate 60 and is not sufficiently supplied. From the above, the angle α of the developer guide plate 60 is preferably set in a range of 0 ° <α ≦ 15 °, and more preferably in a range of 5 ° ≦ α ≦ 12 °.
[0064]
<Evaluation Test 3>
Next, the occurrence of uneven density and development history with respect to the relationship between the developer guide plate 60 and the developer filling amount was examined.
[0065]
In this test 3, five types of test developing devices (C-1 to 5) set to the same conditions as in the test 2 except that the conditions shown in FIG. 15 and the conditions described below were changed or fixed respectively were used. . The developer guide plate 60 was set so that the angle α was 12 °. As the developer, a developer whose toner density TC was set to 8% was used. Then, as shown in FIG. 16, the developer filling amount was adjusted so that the distance H between the lower end portion 60 a of the developer guide plate and the deposition surface (bulk height) of the developer 2 became five values. . The deposition surface of the developer 2 is in a substantially parallel relationship with a straight line (L3) connecting the rotation centers of the augers 15 and 16. At this time, the separation distance (height difference) between the lower end portion 60a of the developer guide plate and the straight line L3 (actually the rotation centers of the augers 15 and 16) was 4 mm.
[0066]
The occurrence of density unevenness and development history was examined in the same manner as in Test 2. The results obtained at that time are evaluated according to the same criteria and shown in FIG. FIG. 15 also shows the results of comprehensive evaluation as in Test 2.
[0067]
As is apparent from the results shown in FIG. 15, the density unevenness does not particularly occur as the distance between the lower end portion 60a of the developer guide plate and the deposition surface of the developer 2 decreases. On the contrary, as the distance increases, density unevenness is more likely to occur, and development history also occurs. From the above, the filling amount of the developer 2 is preferably set so that the distance H between the filling surface and the lower end portion 60a of the developer guide plate is 4 mm or less.
[0068]
FIG. 17 shows the rotational speed of the developing roll (sleeve) 13 in the developing device according to the first embodiment: Rs and the developing roll (sleeve) from the viewpoint of realizing a reduction in size and high production of the developing device. 13 outer diameters: D combined with various changes (Rs / D ² Value) in a list. Incidentally, the developing roll rotation speed at this time: Rs (rpm) is obtained as Rs = [(process speed × circumferential speed) / (D × π)] × 60.
[0069]
Further, the developing device having the setting in the column surrounded by the thick double frame in FIG. 17 has a problem such as toner cloud and image density unevenness particularly when realizing the development roller diameter reduction and high productivity. This corresponds to the one having conditions that are likely to occur, and it is necessary to install the developer guide plate 60 as described above in order to eliminate such inconvenience, and corresponds to the one that can be expected to have a greater effect. To do.
[0070]
<< Other Embodiments >>
In the first exemplary embodiment, the developer guide plate 60 is configured to use the upper side frame portion 18a (U) of the partition frame plate 18, but the developer guide member is configured as exemplified below. It is also possible to apply things.
[0071]
FIG. 18 shows a configuration example in which a dedicated plate-like developer guiding member 62 is applied. The developer guiding member 62 is formed in a flat plate shape as shown in FIG. 19, and is used by being fixed in a state where it is inserted into the mounting groove 34 of the upper housing 30. The development guiding member 62 can be formed using, for example, the same plastic material as the housing 10 (for example, polystyrene containing polycarbonate). Further, the development guiding member 62 is fixed to the housing 10 using an adhesive or a mounting screw.
[0072]
Even when such a plate-like developer guiding member 62 is used, the lower end portion 62a is at least the lowermost portion of the layer thickness regulating roll 14, as in the case of the developer guiding plate 60 in the first embodiment. By setting so as to satisfy the conditions such as the angles α and β and the separation distance H, the same operation and effect can be obtained.
[0073]
FIG. 20 is a configuration example to which a dedicated plate-like developer guiding member 63 is applied. The developer guiding member 63 is a plate-like member as shown in FIG. 21 and is formed in a shape in which the lower end portion 623b is bent toward the developing roll 13, and this is formed in a mounting groove of the upper housing 30. It is fixed and used in the state inserted in 34. The developer guide member 63 can be formed using the same material as the flat plate developer guide member 62. The bending angle is appropriately set. Further, the fixing to the housing is performed by the same means as in the case of the developer guiding member 62.
[0074]
Even when the plate-like developer guiding member 63 having such a bent portion is used, as in the case of the developer guiding plate 60 in the first embodiment, the lower end 63a is at least a layer thickness regulating roll. The same action and effect can be obtained by setting the position to be lower than the lowermost part 14 and satisfying the conditions such as the angle α. Note that this type of developer guiding member 63 may be bent so that a lower end portion 63b of the developer guiding member 63 is bent and bent in a circular arc shape.
[0075]
FIG. 22 shows a configuration example in which a dedicated developer guiding member 65 is applied. The developer guiding member 65 is integrally formed as a plate-like protrusion on the upper housing 30 as shown in FIG. The housing-integrated developer guiding member 65 is formed of the same material as the housing at the same time as the housing is manufactured. Further, the developer guiding member 65 may have a bent shape at the lower tip as in the case of the plate-like developer guiding member 63 having the above-described bent portion, if necessary.
[0076]
Even when such a housing-integrated developer guiding member 65 is used, as in the case of the developer guiding plate 60 in the first embodiment, the lower end portion 65a is at least the outermost layer thickness regulating roll 14. Similar effects can be obtained by setting the position lower than the lower part and satisfying the conditions such as the angle α. Note that this type of developer guiding member 65 may be formed as a plate-like protrusion, or may be formed as a protrusion having a triangular cross section.
[0077]
【The invention's effect】
As described above, according to the developing device of the present invention, since the developer guiding member that exists between the layer thickness regulating member and the stirring and conveying member is provided, the developing device is reduced in size and increased in production. Even if this happens, it is possible to achieve a charging effect due to the flow of the developer, particularly in the layer thickness regulating member, and to suppress the occurrence of defects such as developer floating and image defects due to insufficient charging of the developer. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a developing device according to a first embodiment.
2 is a cross-sectional view taken along line QQ in FIG.
FIG. 3 is an exploded perspective view of the development image apparatus of FIG.
FIG. 4 is a plan view showing a state when a lower housing is viewed from above.
5A and 5B mainly show a partition frame plate that is also used as a developer guide plate. FIG. 5A is a front view thereof, and FIG. 5B is a top view thereof.
FIG. 6 is a main part explanatory view showing the configuration of a partition frame plate and its mounting groove.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a main configuration and the like of a developer guide plate in a developed image place.
FIG. 8 is a main part explanatory view showing a partial flow state of the developer by the developer guide plate.
FIG. 9 is a main part explanatory view showing a partial flow state of the developer when there is no member having a configuration such as a developer guide plate.
10 is a chart showing conditions and results of evaluation test 1. FIG.
11 is a graph showing the results of evaluation test 1. FIG.
12 is a chart showing conditions and results of evaluation test 2. FIG.
FIG. 13 is an explanatory plan view showing a phenomenon of image unevenness (auger mark).
FIG. 14 is an explanatory plan view showing print contents for measuring development history and the occurrence state of the history phenomenon.
15 is a chart showing conditions and results of evaluation test 3. FIG.
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a configuration of a developer guide plate and a developer filling amount and the like in a developed image place.
FIG. 17 is a table showing the configuration contents for reducing the size and increasing the production of the developing device.
FIG. 18 is a schematic view showing a developing device according to another embodiment (when a dedicated flat-plate developer guiding member is applied).
19 is a schematic perspective view showing the flat plate developer guide member of FIG.
FIG. 20 is a schematic diagram showing a developing device according to another embodiment (when a dedicated plate-like developer guiding member having a bent portion is applied).
21 is a schematic perspective view showing the plate-like developer guiding member in FIG.
FIG. 22 is a schematic view showing a developing device according to another embodiment (when a plate-like developer guiding member formed integrally with a housing is applied).
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Two-component developer (developer), 10 ... Housing, 11 ... Opening part, 12 ... Developer accommodation space part, 13 ... Developing roll, 13c ... Rotation center of developing roll, 15, 16 ... Auger (stirring conveyance member) ), 15c, 16c ... auger rotation center, 13 ... developing roll (developer carrier), 18 ... partition frame plate, 60 ... developer guide plate (developer guide member), 60a ... lower end, 61, 63, 65: developer guide member, 61a, 63a, 65a: lower end, 100: photosensitive drum (image carrier), E: development region, H: separation distance.

Claims

A housing in which an opening that is close to and opposed to an image carrier on which an electrostatic latent image is formed, and a housing space that is opened to the opening and contains a developer;
An agitating and conveying member that is attached to the housing space portion of the housing so as to be rotationally driven and that conveys the developer contained in the housing space portion while stirring;
Mounted so as to be rotationally driven between the opening of the housing and the accommodating space, the developer conveyed by the agitating and conveying member is carried on a roll surface and conveyed to a developing area facing the image carrier. A developing roll,
A layer thickness that regulates the thickness of the developer layer carried on the surface of the roll that faces the agitating / conveying member of the developing roll and is opposed to the roll surface with a certain distance along the axial direction thereof. In a developing device provided with a regulating member,
The developing roll and the layer thickness regulating member are arranged in a state where the rotation center of the developing roll and the layer thickness regulating member are present at a position above a horizontal line passing through the rotation center of the stirring and conveying member,
The layer thickness regulating member is arranged in a state existing at a position above the rotation center of the developing roll,
The developing roll and the agitating / conveying member are arranged in a state where an angle β formed by a straight line connecting the rotation center of the developing roll and the rotating center of the agitating / conveying member with the horizontal line satisfies a condition of 0 ° <β ≦ 15 °. ,
In addition, the developing roll that suppresses the flow of excess developer that is present between the layer thickness regulating member and the stirring and conveying member and scraped off by the layer thickness regulating member toward the stirring and conveying member. Provide a developer guide member that induces a flow that moves to the side ,
The developer guiding member has a lower end located at a position below a lowermost portion of the layer thickness regulating member and an upper end when the stirring and conveying member is rotated, and a position above the rotation center of the developing roll. In the state that exists in
The developer guiding member has an angle α between a straight line connecting the lower end of the developing roll and the rotation center of the developing roll and a straight line connecting the rotation center of the developing roll and the rotation center of the agitating and conveying member of 5 ° ≦ α. The developing device is set so as to satisfy a condition of ≦ 15 ° .

The developing device according to claim 1,
The developer guide member includes a developing device, characterized in that from said housing between said layer thickness regulating member and the stirring conveying member is a member comprising a form that protrudes toward the lower side.

The developing device according to claim 1 or 2 ,
The developer is accommodated such that a separation distance between an upper surface of the developer accumulated in the accommodation space and a lower end of the developer guiding member is maintained at 4 mm or less. Developing device.

In the developing device according to any one of claims 1 to 3,
A paddle wheel that rotates and conveys the developer toward the developing roll is provided at a position below the developer guiding member and between the developing roll and the stirring and conveying member. Developing device.