【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナー像を現像する現像装置並びにこれを有するプロセスカートリッジ及び電子写真方式等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トナー収容部を有するプロセスカートリッジにおいて、トナーを攪拌し、搬送する攪拌搬送部材が回転軸に弾性変形する基部を有し、さらに基部は、基部よりも大きく弾性変形する先端部を有することにより、トナーを攪拌し、搬送することは公知である（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２８２７７４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、攪拌搬送部材は、回転することによってトナー収容部に収容されているトナーから受ける抵抗を、基部及び先端部の弾性変形のみにより緩和している。トナーから受ける抵抗は、トナーの量が多い場合、又はトナーが長時間放置されて凝集した場合などに大きくなる。トナーから受ける抵抗が大きく、この抵抗が十分に緩和されない場合には、攪拌搬送部材を駆動し、回転させるギアなどに大きな負荷がかかり、ギアなどが破損することがある。また、トナーは、攪拌搬送部材を回転させるギアにかかる負荷を単に小さくすると、トナー収容部に収容されたトナーが少ない場合に、トナーを搬送する搬送力が不足することがある。
【０００５】本発明は、安定してトナー像を現像することができる現像装置並びにこれを有するプロセスカートリッジ及び電子写真方式等の画像形成装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明の第１の特徴とするところは、トナーを収容する現像装置本体と、この現像装置本体内で該現像装置本体に対して回転する回転部材と、この回転部材に支持され、前記現像装置本体内のトナーを攪拌する攪拌部材とを有し、この攪拌部材は、前記現像装置本体に収容されたトナーの量に応じて、前記回転部材に対する支持部分が移動するように支持されてなる現像装置にある。
また、本発明の第２の特徴とするところは、トナーを収容する現像装置本体と、この現像装置本体内で該現像装置本体に対して回転する回転部材と、この回転部材に支持され、前記現像装置本体内のトナーを攪拌する攪拌部材とを有し、この攪拌部材は、前記現像装置本体の形状に応じて、前記回転部材に対する支持部分が移動するように支持されてなる現像装置にある。
【０００７】攪拌部材は、回転部材に対する角度が変化するように支持されることが好ましい。また、攪拌部材は、自由端の長さが変化するように支持されたことが好ましい。
すなわち、トナー攪拌搬送装置は、回転部材が回転し、トナー又は現像装置本体から受ける抵抗が大きい場合には、攪拌部材を動かし、回転部材の回転半径方向に対する攪拌部材の角度を大きくすること、又は回転半径の長さを短くすることにより、トナー又は現像装置本体から受ける抵抗を緩和することができる。攪拌部材は、回転部材の回転半径方向に対する角度及び回転半径の長さの両方を変化させることによってトナー又は現像装置本体から受ける抵抗を緩和してもよい。
さらに、攪拌部材は、可撓性を有する可撓部を具備することが好ましい。そして、現像装置は、攪拌部材を元の位置に復帰させる復帰手段を設けることが好ましい。復帰手段は、回転部材と攪拌部材との間に介在された弾性体から構成されることが好ましく、攪拌部材がトナーから離れたときに復帰させる復帰機構から構成されることが好ましい。
【０００８】本発明の第３の特徴とするところは、画像形成装置本体に着脱自在に装着され、少なくとも像担持体を有するプロセスカートリッジにおいて、前記現像装置本体は、プロセスカートリッジ本体と一体に形成されてなる上記記載の現像装置を有するプロセスカートリッジにある。
【０００９】本発明は、上記のように構成されたプロセスカートリッジを有する画像形成装置を含むものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の概要が示されている。画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、この画像形成装置本体１２内に像形成手段１４が搭載され、この画像形成装置本体１２の上部に排出部１６が設けられていると共に、この画像形成装置本体１２の下部に給紙部１８が配置されている。
【００１１】給紙部１８の上部には、給紙ローラ２０が配置され、給紙ローラ２０の上方には、さらに給紙ローラ２２が設けられている。給紙ローラ２２の上方には、レジストローラ２４が配置され、レジストローラ２４は、レジストローラ２４の上方に配置される転写装置２６に向けてシートを搬送する。転写装置２６に対向する位置には、例えばＯＰＣドラム（感光ドラム）などの像担持体２８が設けられている。さらに、転写装置２６及び像担持体２８の上方には、定着装置３０が配置され、定着装置３０と排出部１６との間に排出ローラ３２が設けられている。
【００１２】したがって、前述した給紙部１８から搬送されたシートは、レジストローラ２４により一時停止され、所定のタイミングで像形成手段１４に送られて像が形成され、排出ローラ３２により排出部１６へ排出される。
【００１３】像形成手段１４は、例えば電子写真方式のもので、像担持体２８と、この像担持体２８を一様帯電する例えば帯電ロールからなる帯電装置３４と、この帯電装置３４により帯電された像担持体２８に、レーザ光により潜像を書き込む光書込み装置（図示せず）と、この光書込み装置により形成された像担持体２８の潜像をトナーにより可視化する現像ローラ３６（図２を用いて後述）と、この現像ローラ３６に付着したトナー像をシートに転写する例えば転写ロールからなる転写装置２６と、像担持体２８に残存するトナーをクリーニングする例えばブレードからなるクリーニング装置３８（図２を用いて後述）と、転写装置２６により転写されたシート上のトナー像をシートに定着させる例えば加圧ロールと加熱ロールとからなる定着装置３０とから構成されている。
【００１４】また、画像形成装置本体１２の内部には、像形成手段１４が形成する画像の処理、及び制御などを行うデータ処理部４０が配置されている。
プロセスカートリッジ４２は、像担持体２８、帯電装置３４、現像ローラ３６及びクリーニング装置３８などを一体化したものであって、さらにデータ処理部４０によってデータが読み書きされる例えばＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリを含むメモリチップ４４を有する。また、プロセスカートリッジ４２は、画像形成装置本体１２に着脱自在に装着されている。
【００１５】図２において、前述したプロセスカートリッジ４２が示されている。このプロセスカートリッジ４２は、像担持体２８、帯電装置３４及びクリーニング装置３８が配置されたプロセスカートリッジ本体４６と、現像部４８及びトナー収容部５０が配置された現像装置５２とに着脱自在に分けられている。プロセスカートリッジ本体４６と現像装置５２とは、一体に形成されてもよい。現像部４８には、上述した現像ローラ３６、及び現像ローラ３６の表面に付着したトナーの層厚を規制する層厚規制部材５４が具備されている。トナー収容部５０は、例えばトナーを収容するトナー収容空間５６を形成する現像装置本体５８、及び現像装置本体５８の内部に配置される攪拌搬送装置６０から構成される。攪拌搬送装置６０は、図示しない駆動部により支軸６２（図３参照）を軸に回転自在に設けられ、例えば後述する可撓部７４の自由端が現像装置本体５８の下部壁面６４に接触するように設けられている。また、プロセスカートリッジ本体４６と現像装置５２との間には、光書込み装置（図示せず）からの走査光路を形成する窓部６６が設けられており、光書込み装置から発したレーザ光が像担持体２８に照射されるようになっている。
【００１６】図３及び図４において、攪拌搬送装置６０の構成が例示されている。攪拌搬送装置６０は、例えば両端に支軸６２を有し、この支軸６２を軸としてそれぞれ回転する２つの回転部材６８と、この回転部材６８に対して例えば揺動し、回転部材６８を介して回転する攪拌部材７０、及び攪拌部材７０が回転部材６８に対して揺動する範囲を規制する例えば２つのスプリングからなる弾性体７６とから構成される。攪拌部材７０は、例えば回転することによりトナーから抵抗を受ける攪拌部材前面７２に沿って一端が固定され、攪拌部材前面７２から延びる板状の可撓部７４を有する。
【００１７】回転部材６８には、攪拌部材７０を揺動させるように揺動軸部７８が設けられている。さらに回転部材６８の両端側面には、それぞれ第１の弾性体固定部８０が配置され、この第１の弾性体固定部８０は、弾性体７６の一端がそれぞれ固定されるように構成されている。攪拌部材７０は、両端側面にそれぞれ第２の弾性体固定部８２を有し、この第２の弾性体固定部８２に弾性体７６の他端がそれぞれ固定されるように構成されている。すなわち、攪拌部材７０は、回転部材６８に対して揺動軸部７８を軸として揺動し、第１の弾性体固定部８０及び第２の弾性体固定部８２に両端を固定された弾性体７６の弾性によって揺動する範囲を規制される。
【００１８】なお、攪拌搬送装置６０は、外力が加えられていない状態において、例えば攪拌部材７０の攪拌部材前面７２が回転部材６８の回転半径方向に対し、ほぼ平行となるように構成されている。弾性体７６は、攪拌部材前面７２が回転部材６８の回転半径方向に対してほぼ平行であることを維持する方向に、弾性力がはたらくように設けられている。可撓部７４は、例えば板状に形成されたＰＥＴフィルム（ペットフィルム）などの可撓性部材を攪拌部材前面７２に接着剤などで固定することにより構成される。また、可撓部７４は、攪拌部材前面７２と一体に形成されてもよい。攪拌搬送装置６０は、回転することにより、現像装置本体５８に収容されたトナーを攪拌し、搬送して現像部４８に供給する。
【００１９】次に上記実施形態の作用について説明する。
画像形成装置１０では、給紙部１８に収容されたシートが給紙ローラ２０，２２によってレジストローラ２４に向けて搬送された後、レジストローラ２４によって一次停止され、タイミングをとってプロセスカートリッジ４２及び転写装置２６に向けて搬送される。
そして、プロセスカートリッジ４２において、帯電装置３４によって像担持体２８が帯電され、データ処理部４０からの制御に基づいて、図示しない光書込み装置が画像信号に応じたパターンで像担持体２８にレーザ光を照射する。レーザ光は、プロセスカートリッジ４２の窓部６６を介してプロセスカートリッジ４２内を通過する。レーザ光によって像担持体２８に形成された潜像は現像部４８に搬送されたトナーにより可視化される。現像装置本体５８に収容されたトナーは、攪拌搬送装置６０が回転することによって、可撓部７４の押圧により攪拌されると共に、現像部４８に搬送される。
【００２０】図５に示すように、攪拌搬送装置６０は、回転部材６８が支軸６２を回転軸としてＡの方向（図５で右回り）に回転すると、現像装置本体５８に収容されたトナーの量に応じた抵抗を受ける。また、攪拌搬送装置６０は、Ａの方向に回転し、可撓部７４が現像装置本体５８の下部壁面６４に接触すると、下部壁面６４からも抵抗を受ける。弾性体７６は、トナー又は下部壁面６４から受ける抵抗が弾性体７６の形状を維持する力を超えると引伸ばされる。
【００２１】図６及び図７において、可撓部７４が受ける抵抗による攪拌搬送装置６０の形状変化が示されている。上述したように、弾性体７６は、攪拌部材前面７２が回転部材６８の回転半径方向に対してほぼ平行であることを維持する方向に弾性力がはたらくように設けられている。
図６（Ａ）に示すように、可撓部７４がトナーの量などに応じて受ける抵抗に対し、弾性体７６の形状を維持する力が大きい場合には、攪拌部材７０は、回転部材６８に対して揺動せず、可撓部７４のみが受けた抵抗に応じて撓み、トナーの攪拌及び搬送を行う。
一方、図６（Ｂ）に示すように、可撓部７４が受けた抵抗が弾性体７６の形状を維持する力を超えた場合には、攪拌部材７０は、揺動軸部７８を軸として揺動する。例えば、攪拌部材７０は、可撓部７４の受けた抵抗に応じて、攪拌部材前面７２（又は、揺動軸部７８を軸として回転し、攪拌部材前面７２に平行な面）が回転部材６８に対して角度Ｂとなるように揺動する。
【００２２】よって、攪拌搬送装置６０は、トナー又は現像装置本体５８の下部壁面６４から受ける抵抗が所定の大きさを越えると、攪拌部材７０を揺動させることによって当該抵抗を緩和し、回転部材６８及び回転部材６８を駆動する駆動部（図示せず）に所定の大きさを超える負荷がかかることを防止する。また、弾性体７６は、可撓部７４が例えばトナーから離れる場合など、受ける抵抗が所定の大きさ以下になると、攪拌部材前面７２を回転部材６８の回転半径方向に対してほぼ平行となるように復帰させる。
【００２３】図７（Ａ）に示すように、可撓部７４が受ける抵抗に対し、弾性体７６の形状を維持する力が大きい場合には、可撓部７４のみが受けた抵抗に応じて撓み、例えば支軸６２の中心から可撓部７４の自由端までの距離（攪拌搬送装置６０の回転半径）をＣとする。一方、図７（Ｂ）に示すように、可撓部７４が受けた抵抗が弾性体７６の形状を維持する力を超えた場合には、攪拌部材７０が揺動軸部７８を軸として揺動し、例えば支軸６２の中心から可撓部７４の自由端までの距離Ｄは、図７（Ａ）における距離Ｃよりも短くなる。また、回転部材６８に平行な方向において、支軸６２から可撓部７４への最大距離Ｄ’も、図７（Ａ）における距離Ｃより短くなる。
よって、攪拌搬送装置６０は、トナー又は現像装置本体５８の下部壁面６４から受ける抵抗が所定の大きさを越えると、攪拌搬送装置６０の回転半径を小さくすることによって当該抵抗を緩和し、回転部材６８及び回転部材６８を駆動する駆動部（図示せず）に所定の大きさを超える負荷がかかることを防止する。
【００２４】そして、現像部４８（図２）において、搬送されたトナーが現像ローラ３６に付着し、層厚規制部材５４により層厚が規制され、像担持体２８と対峙する現像位置まで搬送され、像担持体２８の潜像に対応してトナーが転写装置２６（図１）によってシートに転写される。その後、定着装置３０において、上記転写されたトナーがシートに熱定着され、当該シートが排出ローラ３２によって排出部１６に排出される。
【００２５】次に上記実施形態の変形例について説明する。
図８乃至図１０において、攪拌搬送装置６０の変形例が示されている。この変形例において、攪拌搬送装置６０は、例えば両端に支軸６２を有し、この支軸６２を軸としてそれぞれ回転する２つの回転部材６８と、この回転部材６８に対して揺動し、回転部材６８を介して回転する攪拌部材７０、及び固定具（図示せず）によって現像装置本体５８に固定された固定ギア８４とから構成される。攪拌部材７０は、例えば回転することによりトナーから抵抗を受ける攪拌部材前面７２に沿って一端が固定され、攪拌部材前面７２から延びる板状の可撓部７４を有する。
なお、上記実施形態と実質的に同じ部分には、図面に同一番号を付してある。
【００２６】固定ギア８４は、支軸６２の上方で後述する復帰ギア８６を回転させるように設けられている。支軸６２は、固定ギア８４を貫通し、回転部材６８が支軸６２を軸として回転自在となるように設けられている。攪拌部材７０の両端には、それぞれ回転部材６８を貫通するように設けられた揺動軸部７８を介して、復帰ギア８６が設けられている。復帰ギア８６は、回転部材６８が支軸６２を軸として回転することにより、固定ギア８４と係合して回転する。この変形例において、揺動軸部７８は、復帰ギア８６の回転を攪拌部材７０に伝達するとともに、復帰ギア８６が例えば右回り（図９のＥ方向）に回転しても、攪拌部材７０が可動範囲（揺動範囲）の限界に達すると、攪拌部材７０を回転させることを停止するように構成されている。すなわち、復帰ギア８６には、右回り（図９のＥ方向）の回転に対するトルクリミッタ（図示せず）が設けられている。
【００２７】さらに、攪拌部材７０は、例えば回転部材６８に設けられた浅い半球形穴状の受け部８８に嵌合する押圧部９０を有する。押圧部９０は、わずかに弾性を有し、攪拌部材７０が揺動する方向に所定の力が加わると、受け部８８から外れるように構成されている。よって、押圧部９０は、受け部８８と押圧部９０との間で生じ、攪拌搬送装置６０の形状を維持するように作用する摩擦等の力に対し、トナー又は現像装置本体５８の下部壁面６４から可撓部７４が受ける抵抗が大きい場合には、受け部８８から外され、回転部材６８の内面から摩擦を受けながら揺動軸部７８を軸として揺動する。
【００２８】回転部材６８の攪拌部材７０に対向する面には、攪拌部材７０の揺動する範囲を規制する突起９２が設けられており、攪拌部材７０には、突起９２と係合するように規制部９４が設けられている。よって、攪拌部材７０は、押圧部９０が受け部８８から外れ、回転部材６８との間で摩擦を生じながら揺動する場合、規制部９４が突起９２によって係止されることにより、揺動する範囲を規制される。
【００２９】次に上記変形例の作用について説明する。
図１１において、支軸６２を軸として回転する変形例の攪拌搬送装置６０が示されている。
変形例の攪拌搬送装置６０は、支軸６２を軸として回転することにより、可撓部７４が所定の大きさを超える抵抗を受けると、押圧部９０は、当該抵抗によって受け部８８から外される。攪拌搬送装置６０は、回転半径方向に対する攪拌部材７０の角度を大きくし、回転半径を小さくすることにより、トナーを攪拌及び搬送する力を低減することができる。そして、攪拌搬送装置６０は、トナーを攪拌し、現像部４８に向けて搬送すると、さらに回転させられて、復帰ギア８６が支軸６２の上方に設けられた固定ギア８４に係合させられる。
受け部８８から外された押圧部９０は、復帰ギア８６が固定ギア８４に係合して回転すると、攪拌部材７０が右回り（図１１のＦ方向）に揺動し、受け部８８に嵌合するように復帰させられる。
押圧部９０が受け部８８に嵌合した状態で、復帰ギア８６が固定ギア８４に係合すると、復帰ギア８６に設けられたトルクリミッタ（図示せず）によって、復帰ギア８６などに過負荷が加わることを防止する。
【００３０】以上のように、攪拌搬送装置６０は、トナー又は現像装置本体５８から可撓部７４が受ける抵抗により、回転半径方向に対する攪拌部材７０の角度及び回転半径を変えるため、トナーが少ない場合にも搬送力が不足することなく、攪拌搬送装置６０の回転を駆動するギアなどにかかる負荷を低減し、負荷の変動を抑えることができる。よって、攪拌搬送装置６０は、安定してトナーを攪拌し、搬送することができ、現像装置５２は、安定してトナー像を現像することができる。
また、攪拌搬送装置６０は、弾性体７６の交換又は調整をすることにより、弾性体７６の弾性力を調整し、トナーを攪拌及び搬送する力を調整することができるように構成されてもよい。
さらに、攪拌搬送装置６０は、トナー又は下部壁面６４から受ける抵抗により、攪拌部材７０が回転半径方向に対する角度及び回転半径を変えるため、形状が変化するので、現像装置本体５８の形状に関する制約を少なくすることができる。そして、攪拌搬送装置６０は、可撓部７４に過大な抵抗がかかり続けることを低減し、可撓部７４が過負荷によって変形することを防止することもできる。
【００３１】なお、上記実施形態においては、一成分現像方式が用いられているが、これに限定されるものではなく、二成分現像方式であってもよい。また、上記実施形態においては、像担持体から直接記録媒体にトナー像を転写しているが、これに限定されるものではなく、中間転写体を像担持体と記録媒体との間に介在させてもよい。さらに、上記実施形態においては、白黒の画像形成装置について説明したが、カラー用の画像形成装置についても本発明が適用できることは勿論である。
【００３２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、トナーの量などに応じて、回転半径方向に対する角度などが変化する攪拌部材を現像装置に設けたので、安定してトナーの攪拌及び搬送を行うことができ、安定してトナー像を現像することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジを示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る現像装置の攪拌搬送装置を示す正面図及び側面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る現像装置の攪拌搬送装置を示す拡大図である。
【図５】本発明の実施形態に係る現像装置の攪拌部材が抵抗を受けた状態を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る現像装置の攪拌部材が揺動した場合の回転部に対する角度を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る現像装置の攪拌部材が揺動した場合の回転半径を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係る現像装置の攪拌搬送装置の変形例を示す正面図である。
【図９】本発明の実施形態に係る現像装置の攪拌搬送装置の変形例を示す側面図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る現像装置の攪拌搬送装置の変形例を示す拡大図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る現像装置の攪拌搬送装置の変形例が支軸を軸として回転する状態を示す図である。
【符号の説明】
１０ 画像形成装置
１２ 画像形成装置本体
１４ 像形成手段
２８ 像担持体
３４ 帯電装置
４２ プロセスカートリッジ
５８ 現像装置本体
６０ 攪拌搬送装置
６２ 支軸
６４ 下部壁面
６８ 回転部材
７０ 攪拌部材
７２ 攪拌部材前面
７４ 可撓部
７６ 弾性体
７８ 揺動軸部
８０ 第１の弾性体固定部
８２ 第２の弾性体固定部
８４ 固定ギア
８６ 復帰ギア
８８ 受け部
９０ 押圧部
９２ 突起
９４ 規制部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a developing device for developing a toner image, a process cartridge having the same, and an image forming apparatus such as an electrophotographic system.
[0002]
[Prior art]
In a process cartridge having a toner storage section, a stirring and conveying member that stirs and conveys toner has a base that elastically deforms on a rotation axis, and the base further includes a front end that elastically deforms larger than the base, so that the toner It is known to stir and transport (see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-282774
[Problems to be solved by the invention]
However, the stirring and conveying member reduces the resistance received from the toner stored in the toner storage unit by rotating, only by the elastic deformation of the base and the front end. The resistance received from the toner increases when the amount of the toner is large, or when the toner is left for a long time and aggregates. If the resistance received from the toner is large and the resistance is not sufficiently reduced, a large load is applied to a gear for driving and rotating the stirring and conveying member, and the gear and the like may be damaged. Further, if the load on the gear for rotating the stirring and conveying member is simply reduced, the conveying force for conveying the toner may be insufficient when the amount of toner stored in the toner storing unit is small.
An object of the present invention is to provide a developing device capable of stably developing a toner image, a process cartridge having the same, and an image forming apparatus such as an electrophotographic system.
[0006]
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, a first feature of the present invention is that a developing device main body containing toner and a developing device main body in the developing device main body are provided. A rotating member that rotates, and a stirring member that is supported by the rotating member and stirs the toner in the developing device main body. The stirring member is configured to correspond to the amount of toner stored in the developing device main body. In the developing device, a supporting portion for the rotating member is supported so as to move.
According to a second feature of the present invention, a developing device main body that contains toner, a rotating member that rotates in the developing device main body with respect to the developing device main body, and a rotating member that is supported by the rotating member, An agitating member for agitating the toner in the developing device main body, wherein the agitating member is provided in the developing device in which a supporting portion for the rotating member is supported so as to move according to the shape of the developing device main body. .
[0007] It is preferable that the stirring member is supported so that the angle with respect to the rotating member changes. Further, it is preferable that the stirring member is supported such that the length of the free end changes.
That is, when the rotating member rotates and the resistance received from the toner or the developing device main body is large, the toner stirring and conveying device moves the stirring member to increase the angle of the stirring member with respect to the rotation radial direction of the rotating member, or By reducing the length of the rotation radius, the resistance received from the toner or the developing device main body can be reduced. The stirring member may reduce the resistance received from the toner or the developing device main body by changing both the angle of the rotating member with respect to the rotation radius direction and the length of the rotation radius.
Further, the stirring member preferably includes a flexible portion having flexibility. It is preferable that the developing device is provided with a return unit that returns the stirring member to the original position. The return means is preferably formed of an elastic body interposed between the rotating member and the stirring member, and is preferably formed of a return mechanism for returning when the stirring member is separated from the toner.
According to a third feature of the present invention, in a process cartridge which is detachably attached to an image forming apparatus main body and has at least an image carrier, the developing device main body is formed integrally with the process cartridge main body. A process cartridge having the developing device described above.
The present invention includes an image forming apparatus having the process cartridge configured as described above.
[0010]
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an outline of an image forming apparatus 10 according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus 10 has an image forming apparatus main body 12, an image forming unit 14 is mounted in the image forming apparatus main body 12, and a discharge unit 16 is provided at an upper portion of the image forming apparatus main body 12. A paper feed unit 18 is arranged below the image forming apparatus main body 12.
A paper feed roller 20 is disposed above the paper feed section 18, and a paper feed roller 22 is further provided above the paper feed roller 20. A registration roller 24 is disposed above the sheet feeding roller 22, and the registration roller 24 conveys a sheet toward a transfer device 26 disposed above the registration roller 24. At a position facing the transfer device 26, an image carrier 28 such as an OPC drum (photosensitive drum) is provided. Further, a fixing device 30 is disposed above the transfer device 26 and the image carrier 28, and a discharge roller 32 is provided between the fixing device 30 and the discharge unit 16.
Therefore, the sheet conveyed from the sheet feeding section 18 is temporarily stopped by the registration roller 24, sent to the image forming means 14 at a predetermined timing to form an image, and discharged by the discharge roller 32 to the discharge section 16. Is discharged to
The image forming means 14 is of an electrophotographic type, for example, and includes an image carrier 28, a charging device 34 composed of, for example, a charging roll for uniformly charging the image carrier 28, and a charging device 34 charged by the charging device 34. An optical writing device (not shown) for writing a latent image on the image carrier 28 using a laser beam, and a developing roller 36 (FIG. 2) for visualizing the latent image on the image carrier 28 formed by the optical writing device with toner. , A transfer device 26 for transferring a toner image adhered to the developing roller 36 to a sheet, for example, a transfer roll, and a cleaning device 38 for cleaning the toner remaining on the image carrier 28, for example, a blade. 2, and a press roll and a heat roll for fixing the toner image on the sheet transferred by the transfer device 26 to the sheet. And a that the fixing device 30.
A data processing unit 40 for processing and controlling an image formed by the image forming means 14 is disposed inside the image forming apparatus main body 12.
The process cartridge 42 integrates the image carrier 28, the charging device 34, the developing roller 36, the cleaning device 38, and the like, and further includes a non-volatile memory such as an EEPROM in which data is read and written by the data processing unit 40. Including a memory chip 44. The process cartridge 42 is detachably mounted on the image forming apparatus main body 12.
FIG. 2 shows the process cartridge 42 described above. The process cartridge 42 is detachably divided into a process cartridge body 46 in which the image carrier 28, the charging device 34 and the cleaning device 38 are arranged, and a developing device 52 in which the developing unit 48 and the toner storage unit 50 are arranged. ing. The process cartridge body 46 and the developing device 52 may be formed integrally. The developing unit 48 includes the developing roller 36 described above and a layer thickness regulating member 54 that regulates the layer thickness of the toner adhered to the surface of the developing roller 36. The toner container 50 includes, for example, a developing device main body 58 that forms a toner storing space 56 that stores toner, and a stirring and conveying device 60 that is disposed inside the developing device main body 58. The stirring and conveying device 60 is rotatably provided about a support shaft 62 (see FIG. 3) by a driving unit (not shown). For example, a free end of a flexible portion 74 described later contacts a lower wall surface 64 of the developing device main body 58. It is provided as follows. A window 66 for forming a scanning optical path from an optical writing device (not shown) is provided between the process cartridge body 46 and the developing device 52, and a laser beam emitted from the optical writing device is used as an image. The carrier 28 is irradiated.
FIGS. 3 and 4 show an example of the structure of the stirring and conveying device 60. FIG. The stirring and conveying device 60 has, for example, support shafts 62 at both ends, and two rotating members 68 that rotate about the support shafts 62, respectively. The agitating member 70 rotates by rotating the agitating member 70 with respect to the rotating member 68. The elastic member 76 includes, for example, two springs. The stirring member 70 has, for example, one end fixed along a front surface 72 of the stirring member that receives resistance from the toner when rotated, and has a plate-shaped flexible portion 74 extending from the front surface 72 of the stirring member.
The rotating member 68 is provided with a swing shaft 78 for swinging the stirring member 70. Further, first elastic body fixing portions 80 are respectively disposed on both side surfaces of the rotating member 68, and the first elastic body fixing portions 80 are configured such that one ends of the elastic bodies 76 are fixed respectively. . The stirring member 70 has second elastic body fixing portions 82 on both side surfaces thereof, and the other ends of the elastic bodies 76 are fixed to the second elastic body fixing portions 82, respectively. That is, the agitating member 70 swings about the swing shaft portion 78 with respect to the rotating member 68, and the elastic members fixed at both ends to the first elastic member fixing portion 80 and the second elastic member fixing portion 82. The range of swinging is regulated by the elasticity of 76.
The stirring / conveying device 60 is configured such that, for example, the front surface 72 of the stirring member 70 of the stirring member 70 is substantially parallel to the rotational radius direction of the rotating member 68 when no external force is applied. . The elastic body 76 is provided such that the elastic force acts in a direction that maintains the stirring member front surface 72 substantially parallel to the rotational radius direction of the rotating member 68. The flexible portion 74 is configured by fixing a flexible member such as a PET film (pet film) formed in a plate shape to the front surface 72 of the stirring member with an adhesive or the like. Further, the flexible portion 74 may be formed integrally with the front surface 72 of the stirring member. The stirring and conveying device 60 stirs, transports, and supplies the toner contained in the developing device main body 58 to the developing unit 48 by rotating.
Next, the operation of the above embodiment will be described.
In the image forming apparatus 10, after the sheet stored in the sheet feeding unit 18 is conveyed toward the registration roller 24 by the sheet feeding rollers 20 and 22, the sheet is temporarily stopped by the registration roller 24, and the process cartridge 42 and the process cartridge 42 are timed. It is transported toward the transfer device 26.
Then, in the process cartridge 42, the image carrier 28 is charged by the charging device 34, and based on the control from the data processing unit 40, the optical writing device (not shown) applies laser light to the image carrier 28 in a pattern corresponding to the image signal. Is irradiated. The laser beam passes through the process cartridge 42 through the window 66 of the process cartridge 42. The latent image formed on the image carrier 28 by the laser light is visualized by the toner conveyed to the developing unit 48. The toner contained in the developing device main body 58 is stirred by the rotation of the stirring and conveying device 60 by the pressing of the flexible portion 74, and is conveyed to the developing portion 48.
As shown in FIG. 5, when the rotating member 68 rotates in the direction A (clockwise in FIG. 5) about the support shaft 62 as the rotation shaft, the stirring and conveying device 60 Receive the resistance according to the amount of Further, when the agitating / conveying device 60 rotates in the direction of A and the flexible portion 74 comes into contact with the lower wall surface 64 of the developing device main body 58, the resistance is also received from the lower wall surface 64. The elastic body 76 is stretched when the resistance received from the toner or the lower wall surface 64 exceeds the force for maintaining the shape of the elastic body 76.
FIGS. 6 and 7 show a change in the shape of the stirring and conveying device 60 due to the resistance received by the flexible portion 74. FIG. As described above, the elastic body 76 is provided such that the elastic force acts in a direction that maintains the front surface 72 of the stirring member 72 substantially parallel to the radial direction of rotation of the rotating member 68.
As shown in FIG. 6A, when the force that maintains the shape of the elastic body 76 is large with respect to the resistance that the flexible portion 74 receives in accordance with the amount of toner or the like, the stirring member 70 turns the rotating member 68. , And flexes in accordance with the resistance received only by the flexible portion 74 to stir and transport the toner.
On the other hand, as shown in FIG. 6B, when the resistance received by the flexible portion 74 exceeds the force for maintaining the shape of the elastic body 76, the stirring member 70 rotates around the swing shaft portion 78. Rocks. For example, the agitating member 70 is configured such that the agitating member front surface 72 (or a surface that rotates about the swing shaft portion 78 and is parallel to the agitating member front surface 72) rotates according to the resistance received by the flexible portion 74. Swinging at an angle B with respect to.
Therefore, when the resistance received from the lower wall surface 64 of the toner or developing device main body 58 exceeds a predetermined value, the stirring and conveying device 60 relaxes the resistance by swinging the stirring member 70, and A load exceeding a predetermined size is prevented from being applied to a driving unit (not shown) for driving the rotating member 68 and the rotating member 68. Further, the elastic body 76 causes the agitating member front surface 72 to be substantially parallel to the rotational radius direction of the rotating member 68 when the resistance received is equal to or less than a predetermined value, for example, when the flexible portion 74 separates from the toner. To return to.
As shown in FIG. 7A, when the force for maintaining the shape of the elastic body 76 is large with respect to the resistance received by the flexible portion 74, only the flexible portion 74 receives the resistance according to the resistance. Let C be the distance from the center of the support shaft 62 to the free end of the flexible part 74 (the radius of rotation of the stirring and conveying device 60). On the other hand, as shown in FIG. 7B, when the resistance received by the flexible portion 74 exceeds the force for maintaining the shape of the elastic body 76, the stirring member 70 swings around the swing shaft portion 78. For example, the distance D from the center of the support shaft 62 to the free end of the flexible portion 74 becomes shorter than the distance C in FIG. In the direction parallel to the rotating member 68, the maximum distance D 'from the support shaft 62 to the flexible portion 74 is also shorter than the distance C in FIG.
Therefore, when the resistance received from the lower wall surface 64 of the toner or developing device main body 58 exceeds a predetermined amount, the stirring and conveying device 60 reduces the resistance by reducing the rotation radius of the stirring and conveying device 60, and A load exceeding a predetermined size is prevented from being applied to a driving unit (not shown) for driving the rotating member 68 and the rotating member 68.
Then, in the developing section 48 (FIG. 2), the transported toner adheres to the developing roller 36, the layer thickness is regulated by the layer thickness regulating member 54, and the toner is transported to a developing position facing the image carrier 28. The toner is transferred to the sheet by the transfer device 26 (FIG. 1) corresponding to the latent image on the image carrier 28. Thereafter, in the fixing device 30, the transferred toner is heat-fixed to the sheet, and the sheet is discharged to the discharge unit 16 by the discharge roller 32.
Next, a modification of the above embodiment will be described.
8 to 10 show modified examples of the stirring and conveying device 60. In this modification, the stirring and conveying device 60 has, for example, support shafts 62 at both ends, two rotating members 68 that rotate about the support shafts 62, and swings with respect to the rotation members 68 to rotate. It is composed of a stirring member 70 that rotates via a member 68, and a fixed gear 84 fixed to the developing device main body 58 by a fixture (not shown). The stirring member 70 has, for example, one end fixed along a front surface 72 of the stirring member that receives resistance from the toner when rotated, and has a plate-shaped flexible portion 74 extending from the front surface 72 of the stirring member.
It is to be noted that the same parts as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals in the drawings.
The fixed gear 84 is provided to rotate a return gear 86 described below above the support shaft 62. The support shaft 62 passes through the fixed gear 84, and is provided so that the rotating member 68 is rotatable around the support shaft 62. At both ends of the stirring member 70, return gears 86 are provided via swing shaft portions 78 provided so as to penetrate the rotating member 68, respectively. The return gear 86 engages with the fixed gear 84 and rotates when the rotating member 68 rotates about the support shaft 62. In this modified example, the swing shaft portion 78 transmits the rotation of the return gear 86 to the stirring member 70, and even if the return gear 86 rotates clockwise (direction E in FIG. 9), the stirring member 70 rotates. When the limit of the movable range (oscillation range) is reached, the rotation of the stirring member 70 is stopped. That is, the return gear 86 is provided with a torque limiter (not shown) for clockwise rotation (direction E in FIG. 9).
Further, the stirring member 70 has a pressing portion 90 that fits into a shallow hemispherical hole-shaped receiving portion 88 provided on the rotating member 68, for example. The pressing portion 90 has a slight elasticity, and is configured to be separated from the receiving portion 88 when a predetermined force is applied in a direction in which the stirring member 70 swings. Accordingly, the pressing portion 90 is formed between the receiving portion 88 and the pressing portion 90 and acts on the lower surface 64 of the toner or developing device main body 58 against a force such as friction acting to maintain the shape of the stirring and conveying device 60. If the resistance applied to the flexible portion 74 is large, it is detached from the receiving portion 88 and swings about the swing shaft portion 78 while receiving friction from the inner surface of the rotating member 68.
On the surface of the rotating member 68 facing the stirring member 70, there is provided a projection 92 for regulating the swing range of the stirring member 70. A regulating section 94 is provided. Therefore, when the pressing portion 90 is disengaged from the receiving portion 88 and oscillates while generating friction with the rotating member 68, the agitating member 70 oscillates because the regulating portion 94 is locked by the projection 92. Regulated range.
Next, the operation of the above modification will be described.
FIG. 11 shows a modified example of the stirring and conveying device 60 that rotates about the support shaft 62.
When the stirring and conveying device 60 of the modified example rotates around the support shaft 62 and the flexible portion 74 receives a resistance exceeding a predetermined size, the pressing portion 90 is removed from the receiving portion 88 by the resistance. You. The stirring and conveying device 60 can reduce the force for stirring and conveying the toner by increasing the angle of the stirring member 70 with respect to the rotation radius direction and reducing the rotation radius. Then, when the stirring and conveying device 60 stirs the toner and conveys the toner toward the developing unit 48, the stirring and conveying device 60 is further rotated, and the return gear 86 is engaged with the fixed gear 84 provided above the support shaft 62.
When the return gear 86 engages with the fixed gear 84 and rotates, the pressing portion 90 removed from the receiving portion 88 causes the agitating member 70 to swing clockwise (F direction in FIG. 11) and fit into the receiving portion 88. It is returned to match.
When the return gear 86 engages with the fixed gear 84 in a state where the pressing portion 90 is fitted to the receiving portion 88, an overload is applied to the return gear 86 and the like by a torque limiter (not shown) provided on the return gear 86. Prevent from joining.
As described above, the stirring and conveying device 60 changes the angle and the rotation radius of the stirring member 70 with respect to the rotation radius direction due to the resistance of the flexible portion 74 from the toner or the developing device main body 58. In addition, the load on the gear for driving the rotation of the stirring and conveying device 60 can be reduced without a shortage of the conveying force, and the fluctuation of the load can be suppressed. Therefore, the stirring and conveying device 60 can stably stir and convey the toner, and the developing device 52 can stably develop the toner image.
Further, the stirring and conveying device 60 may be configured such that by changing or adjusting the elastic body 76, the elastic force of the elastic body 76 can be adjusted, and the force for stirring and conveying the toner can be adjusted. .
Further, since the stirring member 70 changes the angle and the rotation radius of the stirring member 70 with respect to the rotation radius direction due to the resistance received from the toner or the lower wall surface 64, the shape changes, so that the restriction on the shape of the developing device main body 58 is reduced. can do. In addition, the stirring and conveying device 60 can reduce the continuous application of excessive resistance to the flexible portion 74 and can prevent the flexible portion 74 from being deformed due to overload.
In the above embodiment, the one-component developing system is used. However, the present invention is not limited to this, and a two-component developing system may be used. Further, in the above embodiment, the toner image is directly transferred from the image carrier to the recording medium. However, the present invention is not limited to this, and an intermediate transfer body is interposed between the image carrier and the recording medium. You may. Further, in the above-described embodiment, a monochrome image forming apparatus has been described, but the present invention can be applied to a color image forming apparatus.
[0032]
As described above, according to the present invention, since the developing device is provided with the stirring member whose angle with respect to the rotational radius direction changes according to the amount of toner, the toner can be stably stirred. In addition, the toner image can be stably developed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing a process cartridge according to the embodiment of the present invention.
FIGS. 3A and 3B are a front view and a side view showing a stirring and conveying device of the developing device according to the embodiment of the present invention; FIGS.
FIG. 4 is an enlarged view showing a stirring and conveying device of the developing device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which a stirring member of the developing device according to the embodiment of the present invention receives resistance.
FIG. 6 is a diagram illustrating an angle with respect to a rotating unit when a stirring member of the developing device according to the embodiment of the present invention swings.
FIG. 7 is a diagram illustrating a radius of rotation when the stirring member of the developing device according to the exemplary embodiment of the present invention swings.
FIG. 8 is a front view showing a modified example of the stirring and conveying device of the developing device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a side view showing a modified example of the stirring and conveying device of the developing device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an enlarged view showing a modification of the stirring and conveying device of the developing device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating a state in which a modification of the stirring and conveying device of the developing device according to the embodiment of the present invention rotates around a support shaft.
[Explanation of symbols]
10 Image Forming Apparatus 12 Image Forming Apparatus Main Body 14 Image Forming Means 28 Image Carrier 34 Charging Device 42 Process Cartridge 58 Developing Apparatus Main Body 60 Stirring Conveyor 62 Support Shaft 64 Lower Wall Surface 68 Rotating Member 70 Stirring Member 72 Stirring Member Front 74 Flexible Part 76 elastic body 78 rocking shaft part 80 first elastic body fixing part 82 second elastic body fixing part 84 fixed gear 86 return gear 88 receiving part 90 pressing part 92 protrusion 94 regulating part
