【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般には、電子写真方式の複写機、ＬＢＰ等の画像形成装置に使用される現像装置に関し、特に、回転体にブラック、イエロー、マゼンタ、シアンなどの各色用の現像器を装着し、回転体を回転させることにより必要な現像器を順次像担持体に対向する現像部へと移動させて現像動作を行なう、所謂、回転現像方式の現像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、有彩色の画像形成を行う電子写真方式の画像形成装置においては、複数色のトナー像を像担持体としての感光体上に順次形成し、この複数色のトナー像を用紙等の転写媒体上に順次或いは一括して重ね合わせる手法が用いられている。
【０００３】
また、このような有彩色の画像形成装置においては、例えば回転体にブラック、イエロー、マゼンタ、シアンなどの各色用の現像器を装着し、回転体を回転させることにより必要な現像器を順次感光体に対向する現像位置へと移動させて現像動作を行なう、所謂、回転現像方式の現像器が従来より提案され、そして、実用化されている。
【０００４】
一方、従来の電子写真方式の画像形成装置、その中でも特に有彩色の画像形成を行う画像形成装置において、非磁性トナーと磁性キャリアを混合して現像剤として使用する２成分現像方式が広く利用されている。
【０００５】
２成分現像方式は現在提案されている他の現像方式と比較して、画質の安定性、装置の耐久性などの長所を備えている一方、長期の耐久による現像剤の劣化、特にキャリアの劣化が不可避であったため、画像形成装置の長期使用に伴い現像剤交換という作業が必要となり、そのため、サービスコストやランニングコストの増大をもたらしていた。
【０００６】
この問題に対する解決策が従来よりいくつか提案されており、特に回転現像方式の現像装置において回転体の回転運動に伴う重力作用方向の変化を利用して、各現像器へ２成分現像剤を補給し、且つ、各現像器から２成分現像剤を排出する、所謂、トリクル現像方式が実用化されている。
【０００７】
例えば、特許文献１では、図１９に示すように、複数の現像器１を回転体１８Ａに搭載した現像装置１８にて、ドラム状の感光体、即ち、感光ドラム２８と対向する現像部、即ち、現像位置Ｄにおいて、現像動作によって消費した分のトナーを含む現像剤を現像器１に補給し、現像器１内の過剰な現像剤は、回転体１８Ａの矢印方向への回転による重力の作用方向の変化を利用して現像剤通路１１０、１１２を介して現像剤カートリッジ５に排出する構成としている。つまり、回転体１８Ａの特有の動きを利用して、現像剤の補給及び回収を行なうため、構造がシンプルであり、現像装置、延いては、画像形成装置の大型化やコストの高騰を引き起こすことなく、キャリアの帯電能低下を防いでいる。
【０００８】
一方、特許文献２に記載の現像装置１８では、図２０に示すように、現像器１が感光ドラム２８と対向する現像位置Ｄにおいて、現像容器から排出した現像剤を一時的に貯溜部１１３で貯溜し、回転体１８Ａの矢印方向への回転による重力の作用方向の変化を利用して回転体中心の円筒軸１１８ａへ搬送し、そして、円筒軸１１８ａ内の現像剤搬送部材１２０により、円筒軸１１８ａの軸端に設けられた現像剤回収容器内で最終的に回収する構成としている。
【０００９】
つまり、特許文献２に記載の構成においても特許文献１で提案された現像装置１８と同様に回転体１８Ａの特有の動きを利用して、現像剤の排出を行なっているため、現像装置及び画像形成装置の大型化を引き起こすことなく、キャリアの帯電能低下を防いでおり、加えて、単色の画像形成が連続する場合においても、現像動作を停止することなく現像位置において現像器内の余剰現像剤を現像器外の貯溜部へ排出する構成としているため、画像生産性が低下することなく、現像器内の現像剤量を許容値内に維持している。
【００１０】
近年、フルカラー複写機／プリンタの市場が拡大しさまざまな機能が要求されている中で、装置の小型化及び低コスト化を有しつつ、高画像生産性を追求した画像形成装置が多く製品化されており、今後も市場の主流の一つになっていくと思われる。
【００１１】
【特許文献１】
特開平９−２１８５７５号公報
【特許文献２】
特開平１０−１４２８８８号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、特許文献１に記載の現像装置では、回転体１８Ａの回転運動を利用して劣化した現像剤を現像剤カートリッジ５へ排出するので、構造がシンプルであり、現像装置及び画像形成装置の大型化やコスト高を引き起こすことが無く、且つ、劣化した現像剤を新しい現像剤と徐々に入れ替えていくことで、現像剤全体としての特性を安定させているので、現像剤交換が不要となり、メンテナンス性が向上する。
【００１３】
しかしながら、特許文献１に記載の現像装置では、現像位置において現像器内の余剰現像剤が現像器外へ排出されないため、特に単色の高濃度画像が連続して形成される場合には、現像器内の現像剤量の増加を防止するため、画像形成中にも関わらず現像動作を停止して現像剤の排出動作、つまり、回転体の回転動作を行なわなければならず、画像生産性の大幅な低下を避けることができなかった。
【００１４】
一方、特許文献２の現像装置では、劣化した現像剤を回転体の軸端に設けた回収容器内へ排出し、新しい現像剤と徐々に入れ替えていくことで、現像剤全体としての特性を安定させているので、現像剤交換が不要となり、メンテナンス性が向上し、加えて、現像位置において現像器内の余剰現像剤を現像器外の貯溜部へ排出する構成であるので、現像剤の排出動作のために画像生産性が低下することがない。
【００１５】
しかしながら、特許文献２の現像装置では、一旦、貯溜部で貯溜した現像剤を回転体の軸内へ搬送し、且つ、軸内に設けた現像剤搬送部材により軸端の回収容器へ搬送する構成であるため、通常の画像形成には不必要な部材、回収容器及び駆動装置を多数備えなければならず、現像装置の複雑化及びコストの急騰を避けることができなかった。また、現像器外に貯留部を設けることは、装置を大型・高コストにしてしまう。
【００１６】
つまり、従来の技術では、現像剤の交換作業が不要になりメンテナンス性は向上するが、特に単色の高濃度画像が連続する単色画像形成において、現像装置のシンプル化及び低コスト化と高画像生産性の両方を同時に実現することは不可能であった。
【００１７】
そこで、本発明の目的は、現像剤の交換が不要であるという高メンテナンス性と高画像生産性を有する、簡易、且つ、より小型化の回転現像方式の現像装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る現像装置にて達成される。要約すれば、本発明は、下記の構成を特徴とする現像装置を提供する。
【００１９】
（１）トナー及びキャリアを含む現像剤を収容し像担持体上に形成された静電像を現像部にて現像する現像器と、前記現像部を含む経路で前記現像器を回転させる回転体と、前記現像部に位置した前記現像器へトナー及びキャリアを含む現像剤を補給する現像剤補給容器と、前記現像部に位置した前記現像器から現像剤の溢れ出しを許容する開口と、前記開口から排出された余剰現像剤を貯留する貯留室と、前記回転体の回転に伴って前記貯留室から余剰現像剤を回収する回収室と、を有する現像装置において、
前記貯留室内に設けられ前記開口と接続する現像剤搬送路を傾斜して設けたことを特徴とする現像装置。
【００２０】
（２）前記貯留室内であって前記回転体の回転軸方向に並設され、回収室と接続する第２の現像剤搬送路を有することを特徴とする上記（１）の現像装置。
【００２１】
（３）前記回収室は前記現像剤補給容器と一体的に前記現像装置に対し着脱可能に設けられていることを特徴とする上記（１）又は（２）の現像装置。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る現像装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２３】
実施例１
図１に、本発明に係る現像装置を使用し得る画像形成装置の一例を示す。
【００２４】
本例にて、画像形成装置は、画像形成装置本体１０１を有し、画像形成装置本体１０１の上部には固定して設けられた透明ガラス板からなる原稿台１０２が設けられている。原稿台１０２の所定の位置に画像面を下向きにして載置された原稿１００は、原稿圧着板１０３により押圧固定される。原稿台１０２の下側には原稿１００を照明するランプ１０４と、照明した原稿１００の光像を画像処理ユニット１０８に導くための反射ミラー１０５、１０６、１０７とからなる光学系が設けられている。なお、ランプ１０４及び反射ミラー１０５、１０６、１０７は、所定の速度で移動して原稿１００を走査する。
【００２５】
画像形成部１１５は、像担持体としての電子写真感光体である感光ドラム２８と、感光ドラム２８の表面を均一に帯電する１次帯電器としての帯電ローラ１６０と、感光ドラム２８にトナー像を形成するために本発明に従って構成される回転現像方式の現像装置１８と、感光ドラム２８の表面に現像されたトナー像が１次転写手段としての転写ローラ１５１により転写される中間転写体としての中間転写ベルト１５２と、中間転写ベルト１５２のトナー像を記録媒体であるシートＳに転写する２次転写手段としての転写ローラ１５０と、トナー像を転写した後、感光ドラム２８に残留したトナーを除去するクリーナ１２６と、を備えている。
【００２６】
感光ドラム２８は、帯電ローラ１６０によって帯電された後、レーザーユニット１０９から照射される光像により静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置１８にてトナー像とされ、このトナー像は、中間転写ベルト１５２に転写される。
【００２７】
中間転写ベルト１５２上のトナー像は、転写ローラ１５０によってシートＳに転写される。シートＳは、シートカセット１２７から供給される。
【００２８】
画像形成部１１５の下流側には、搬送されるシートＳ上のトナー像を永久画像として定着する定着器１２２と、この定着器１２２においてトナー像が定着されたシートＳを画像形成装置本体１０１から排出する排出ローラ対１２４とが順に配設されている。また、画像形成装置本体１０１の外側には、排出ローラ対１２４によって排出されたシートＳを受け取る排出部１２５が設けられている。
【００２９】
次に、本発明に従って構成される回転現像方式の現像装置１８について説明する。
【００３０】
図２に、本発明の現像装置１８の第１の実施例を示す。本実施例にて、現像装置１８は、回転体１８Ａを備え、回転体１８Ａは、４個の現像器１、即ち、ブラック用現像器１Ｋ、イエロー用現像器１Ｙ、マゼンタ用現像器１Ｍ、シアン用現像器１Ｃを搭載している。回転体１８Ａの回転軸１８ａは、図示しないモータにより回転駆動される。
【００３１】
感光ドラム２８上にブラックのトナー像を形成する時は、感光ドラム２８と近接する現像位置Ｐ１、即ち、現像部でブラック用現像器１Ｋにより現像を行い、同様にイエローのトナー像を形成する時は、回転体１８Ａを回転して、現像位置Ｐ１にイエロー用現像器１Ｙを配置させ、現像を行なう。マゼンタ、シアンのトナー像形成も同様にして行なう。
【００３２】
以下に、図３〜図７をも用いて本発明の現像装置１８の第１の実施例を更に詳しく説明する。
【００３３】
ここで、図３は本発明の現像装置１８を構成する現像器１（１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ）の断面図、図４は図３のＡ−Ａで切断した現像器１の断面図、図５は図３のＢ−Ｂで切断した現像器１の断面図、図６は現像器１の上視図である。図７は回転体回転時の現像器１の状態を説明する断面図である。
【００３４】
本実施例にて、現像器１には、非磁性トナ−と磁性キャリアを含む２成分現像剤が収容されており、初期状態の現像剤中のトナー濃度は重量比で８％程度である。この値はトナーの帯電量、キャリア粒径、画像形成装置の構成などで適正に調整されるべきものであって、必ずしもこの数値に従わなければいけないものではない。
【００３５】
現像器１は、図２〜図５にて理解されるように、現像容器２の感光ドラム２８に対向した現像領域が開口しており、この開口部に一部露出するようにして、現像剤担持体としての現像スリーブ３が回転可能に配置されている。
【００３６】
現像スリーブ３は、現像動作時には図２などに示すように、矢印Ａ方向に回転し、現像容器２内の２成分現像剤を層状に保持して現像領域に担持搬送し、感光ドラム２８と対向する現像領域に２成分現像剤を供給して、感光ドラム２８上の静電潜像を現像する。
【００３７】
静電潜像を現像した後の２成分現像剤は、現像スリーブ３の回転にしたがって搬送され、現像容器２内に回収される。また、現像容器２内の２成分現像剤は第１現像剤循環スクリュー２ａ（現像スリーブ３に近い側）、第２現像剤循環スクリュー２ｂ（現像スリーブ３から遠い側）により現像容器２内を循環し、混合攪拌される。現像剤循環の方向は第１現像剤循環スクリュー２ａ側で、例えば図２にて、手前側から奥側に向かう方向、第２現像剤循環スクリュー２ｂ側では奥側から手前側に向かう方向である。
【００３８】
また、現像器１は、図３、図５にて理解されるように、側壁手前側に貯留ユニット４を備えている。貯留ユニット４は、シャッター部材１４を有する現像剤排出口１１を備えており、現像剤貯留室１３が第１現像剤搬送通路１２ａにより現像剤排出口１１と通じており、また一方、現像剤貯留室１３は第２現像剤搬送通路１２ｂにも通じている。第１現像剤搬送通路１２ａと第２現像剤搬送通路１２ｂは回転体１８Ａの回転軸１８ａ方向に並んでいるため、貯留ユニット４は従来よりも小さくなる。
【００３９】
排出現像剤収容器１７は、図３、図５より理解されるように、現像容器２の上方に位置し、現像剤回収口１０を介して貯留ユニット４の第２現像剤搬送通路１２ｂに通じている。更に、逆流防止管１７ａにより、所定量までの現像剤の逆流を防止している。
【００４０】
補給現像剤収容器１６は、図３、図４に示すように、現像容器２の上方に位置し、補給現像剤を内部に貯蔵している。さらに、補給現像剤収容器１６内には、補給現像剤を現像剤供給口６方向へ搬送するための攪拌搬送部材７が内蔵されている。攪拌搬送部材７は樹脂フィルム７ｂを剛体の軸７ａで回転駆動するようにしたもので、適宜回転することで補給現像剤収容器１６内の現像剤を攪拌、搬送する。排出現像剤収容器１７と現像容器２、及び、補給現像剤収容器１６と現像容器２の間には、図示されてはいないが、シール部材が設けられており、容器間から現像剤の漏れがないようにシールしている。
【００４１】
画像形成によって消費された分のトナーを含有する補給現像剤は、図４、図６にて示すように、攪拌搬送部材７の回転力と現像剤の自重によって、補給現像剤収容器１６の現像剤供給口６から、現像剤補給機構を構成する補給スクリュー８ａへと搬送され、補給スクリュー８ａの回転に従い現像剤補給口９（図３）から現像容器２内に補給される。
【００４２】
この補給現像剤のトナー及びキャリアの混合比は重量比で９：１程度であるが、特にこの数値に限定されるものではない。即ち、現像容器２内の２成分現像剤の比に対してトナー量が圧倒的に多く、体積比を考えればトナー中にキャリアが微量混合されているものと考えることもできる。つまり、画像形成によって消費されたトナーを補う際に、微量のキャリアを徐々に補給していくことになる。補給現像剤中のキャリアの割合が多くなれば同じ量のトナー補給でキャリアの入れ替わり量が多くなり、現像器１内の２成分現像剤はフレッシュな状態に近づくが、その分キャリアの消費量が多くなり、ランニングコストアップとなる。このためそれぞれの装置において適当な混合比を別途定めるのが好ましい。また、現像剤の補給量は補給スクリュー８ａの回転数によっておおよそ定められるが、この回転数は図示しないトナー補給量制御手段によって定められる。
【００４３】
図７及び図８は、本発明の現像装置１８の回転体１８Ａが回転した時の各回転体回転ポジションにおける現像器１の状態を示す現像器１の断面図である。
【００４４】
即ち、図７（ａ）は回転体回転ポジションＰ１時の現像器１の断面図で、図８（ａ）は図７（ａ）をａ−ａで切断した排出現像剤収容器１７と貯留ユニット４の断面図である。図７（ｂ）は回転体回転ポジションＰ２時の現像器１の断面図で、図８（ｂ）は図７（ｂ）をｂ−ｂで切断した排出現像剤収容器１７と貯留ユニット４の断面図である。図７（ｃ）は回転体回転ポジションＰ３時の現像器１の断面図で、図８（ｃ）は図７（ｃ）をｃ−ｃで切断した排出現像剤収容器１７と貯留ユニット４の断面図である。図７（ｄ）は回転体回転ポジションＰ４時の現像器１の断面図で、図８（ｄ）は図７（ｄ）をｄ−ｄで切断した排出現像剤収容器１７と貯留ユニット４の断面図である。
【００４５】
図７（ａ）に示すように、現像剤排出口１１は、標準現像剤面４０と同じ高さに配設されており、現像位置Ｐ１において現像剤排出口１１は開状態である。従って、標準現像剤面４０より現像剤面が高くなると、余剰現像剤は現像剤排出口１１より排出され、現像剤面は標準現像剤面４０の高さに維持される。そのため、画像白地部へのトナーかぶりや現像器１からの現像剤溢出が起こることはない。現像位置Ｐ１において現像剤排出口１１から排出された現像剤は自重により、図８（ａ）に示すように、第１現像剤搬送通路１２ａの斜面になっている壁面に沿って、現像剤貯溜室１３に貯溜される。
【００４６】
このように、現像位置Ｐ１においては、現像器１内の余剰現像剤を現像剤貯溜室１３に排出するため、特に高濃度画像の単色の画像形成が連続する場合においても、現像剤を排出するための回転体１８Ａの回転動作を必要とせず、現像器１内の現像剤量を許容範囲内に維持することができるため、画像生産性が低下することはない。
【００４７】
現像器１の現像動作が終了すると、例えば、現像器１がブラック現像器１Ｋであるとすると、現像器１Ｋの現像動作が終了すると、次色の現像装置１Ｙによる現像動作に備えて、回転体１８Ａは回転し、現像器１Ｋは位置Ｐ２へ移動する（図７（ｂ））。
【００４８】
この時の回転体１８Ａの回転動作による重力作用方向の変化により、図７（ｂ）及び図８（ｂ）に示すように、現像剤貯溜室１３の現像剤は自重により、第２現像剤搬送通路１２ｂに沿って現像剤回収口１０から余剰現像剤回収室としての排出現像剤収容器１７に収容される。このとき、第１現像剤搬送通路１２ａの斜面になっている壁面によって、現像剤貯溜室１３に貯溜された現像剤は、第２現像剤搬送通路１２ｂ側に寄っているので、現像剤が第１現像剤搬送通路１２ａへ逆流することはない。一方、シャッター部材１４は自重により移動し現像剤排出口１１が閉状態となるので、現像器１Ｋ内の現像剤が現像剤排出口１１から第１現像剤搬送通路１２ａへ漏出することはない。
【００４９】
現像器１Ｙの現像動作が終了すると、次色の現像器１Ｍによる現像動作に備えて、回転体１８Ａは回転し、現像器１Ｋは位置Ｐ３へ移動する（図７（ｃ））。この時、現像剤貯溜室１３の現像剤は自重により、図８（ｃ）に示すように、第２現像剤搬送通路１２ｂに沿って現像剤回収口１０から排出現像剤収容器１７に収容される。なお、位置Ｐ３においても現像剤排出口１１は閉状態であり、現像器１Ｋ内の現像剤が現像剤排出口１１から第２現像剤搬送通路１２ｂに漏出することはない。
【００５０】
現像器１Ｍの現像動作が終了すると、次色の現像器１Ｃによる現像動作に備えて、回転体１８Ａは回転し、現像器１Ｋは位置Ｐ４へ移動する（図７（ｄ））。この時、図８（ｄ）に示すように、現像剤は排出現像剤収容器１７内で移動するのみである。ただし、逆流防止管１７ａにより、所定量までの現像剤の逆流を防止しており、第２現像剤搬送通路１２ｂに現像剤が逆流することはない。なお、位置Ｐ４において現像剤排出口１１は開状態であるが、重力の作用方向により、現像器１Ｋ内の現像剤が現像剤排出口１１から第１現像剤搬送通路１２ａに漏出することはない。
【００５１】
上記の構成及び方法により、単色の連続した画像形成においても画像生産性が低下することなく、回転体１８Ａの回転運動による重力作用方向の変化を利用して、劣化したキャリアを含む現像剤を回収することが可能となり、そのため、劣化した現像剤を搬送するための搬送部材や駆動装置などの通常の画像形成とは無関係な部材及び装置を必要とせず、現像剤状態の安定化とメンテナンス性の向上を実現することができる。
【００５２】
また、第１現像剤搬送通路１２ａと第２現像剤搬送通路１２ｂは回転体１８Ａの回転軸１８ａ方向に並んでいるため、貯留ユニット４の装置断面での面積が小さくなり、装置の小型化、低コスト化が可能となる。更に、現像部で現像剤貯留室１３に貯留したトナーを、回転体１８Ａの回転で第２現像剤搬送路１２ｂに送り出す際、第１現像剤搬送通路１２ａの斜面になっている壁面によって、現像剤貯溜室１３に貯溜された現像剤は、第２現像剤搬送通路１２ｂ側に寄っているので、第１現像剤搬送路１２ａに現像剤が逆流するのを防止できる。
【００５３】
本実施例で用いた現像剤及び画像形成装置の構成等はこれらに限ったものではなく、本発明が様々な現像剤及び画像形成装置に適用可能であることは言うまでもない。
【００５４】
以上説明したように、本発明の第１実施例による現像装置によって、現像剤の交換が不要であるという高メンテナンス性と単色の連続した画像形成において高画像生産性を有する回転現像方式を用いた現像装置１８を簡易な構成で実現し提供することができる。
【００５５】
実施例２
次に、図９〜図１３を用いて本発明の現像装置の第２の実施例を説明する。本実施例の現像装置も、図２〜図８を参照して実施例１にて説明したと同様の回転現像方式の現像装置であり、同じ構成及び作用をなす部材には同じ参照番号を付し、詳しい説明は省略し、実施例１の説明を援用する。
【００５６】
つまり、本実施例においても、現像装置１８は、図２に示すように、回転体１８Ａを備え、回転体１８Ａは、４個の現像器１、即ち、ブラック用現像器１Ｋ、イエロー用現像器１Ｙ、マゼンタ用現像器１Ｍ、シアン用現像器１Ｃを搭載している。回転体１８Ａの回転軸１８ａは、図示しないモータにより回転駆動される。
【００５７】
感光ドラム２８上にブラックのトナー像を形成する時は、感光ドラム２８と近接する現像位置Ｐ１でブラック用現像器１Ｋにより現像を行い、同様にイエローのトナー像を形成する時は、回転体１８Ａを回転して、現像位置Ｐ１にイエロー用現像器１Ｙを配置させ、現像を行なう。マゼンタ、シアンのトナー像形成も同様にして行なう。
【００５８】
上述のように、図９〜図１３に本実施例の現像装置を示すが、図９〜図１３は、それぞれ、実施例１で説明した図３〜図７に対応するものである。
【００５９】
即ち、図９は本実施例の現像装置を構成する現像器の断面図、図１０は図９をＡ−Ａで切断した現像器の断面図、図１１は図９をＢ−Ｂで切断した現像器の断面図、図１２は現像器の上視図である。
【００６０】
また、図１３は、本実施例の現像装置１８の回転体１８Ａが回転した時の各回転体回転ポジションにおける現像器１の断面図である。なお、本実施例においても、実施例１において図８を参照して説明した現像装置１８の回転体１８Ａが回転した時の各回転体回転ポジションにおける排出現像剤収容器１７と貯留ユニット４との関係は、実施例１と同様であるので、本実施例においても図８を援用する。
【００６１】
即ち、図１３（ａ）は回転体回転ポジションＰ１時の現像器１の断面図で、図１３（ａ）をａ−ａで切断した排出現像剤収容器１７と貯留ユニット４の断面図は、図８（ａ）と同様である。図１３（ｂ）は回転体回転ポジションＰ２時の現像器１の断面図で、図１３（ｂ）をｂ−ｂで切断した排出現像剤収容器１７と貯留ユニット４の断面図は、図８（ｂ）と同様である。図１３（ｃ）は回転体回転ポジションＰ３時の現像器１の断面図で、図１３（ｃ）をｃ−ｃで切断した排出現像剤収容器１７と貯留ユニット４の断面図は、図８（ｃ）と同様である。図１３（ｄ）は回転体回転ポジションＰ４時の現像器１の断面図で、図１３（ｄ）をｄ−ｄで切断した排出現像剤収容器１７と貯留ユニット４の断面図は、図８（ｄ）と同様である。
【００６２】
本実施例の特徴的な部分は、即ち、実施例１の構成と異なる点は、図１１に最も良く示されるように、貯留ユニット４が、現像容器２内の第２現像剤循環スクリュー２ｂと現像容器２の側壁２１との間に位置している点にある。これにより、更なる現像装置の小型化、低コスト化が可能となる。
【００６３】
実施例３
次に、図１４〜図１８を用いて本発明の現像装置の第３の実施例を説明する。本実施例の現像装置１８も、図２〜図８を参照し、実施例１にて説明したと同様の回転現像方式の現像装置であり、同じ構成及び作用をなす部材には同じ参照番号を付し、詳しい説明は省略し、実施例１の説明を援用する。
【００６４】
つまり、本実施例においても、図２に示すように、現像装置１８は、回転体１８Ａを備え、回転体１８Ａは、４個の現像器１、即ち、ブラック用現像器１Ｋ、イエロー用現像器１Ｙ、マゼンタ用現像器１Ｍ、シアン用現像器１Ｃを搭載している。回転体１８Ａの回転軸１８ａは、図示しないモータにより回転駆動される。
【００６５】
感光ドラム２８上にブラックのトナー像を形成する時は、感光ドラム２８と近接する現像位置Ｐ１でブラック用現像器１Ｋにより現像を行い、同様にイエローのトナー像を形成する時は、回転体１８Ａを回転して、現像位置Ｐ１にイエロー用現像器１Ｙを配置させ、現像を行なう。マゼンタ、シアンのトナー像形成も同様にして行なう。
【００６６】
上述のように、図１４〜図１８に本実施例の現像装置を示すが、図１４〜図１８は、それぞれ、実施例１で説明した図３〜図７、或いは、実施例２で説明した図９〜図１３に対応するものである。
【００６７】
即ち、図１４は本実施例の現像装置１８を構成する現像器１の断面図、図１５は図１４をＡ−Ａで切断した現像器１の断面図、図１６は図１４をＢ−Ｂで切断した現像器１の断面図、図１７は現像器１の上視図である。
【００６８】
また、図１８は、本実施例の現像装置１８の回転体１８Ａが回転した時の各回転体回転ポジションにおける現像器１の断面図である。なお、本実施例においても、実施例１において図８を参照して説明した現像装置１８の回転体１８Ａが回転した時の各回転体回転ポジションにおける排出現像剤収容器１７と貯留ユニット４との関係は、実施例１と同様であるので、本実施例においても図８を援用する。
【００６９】
即ち、図１８（ａ）は回転体回転ポジションＰ１時の現像器１の断面図で、図１８（ａ）をａ−ａで切断した排出現像剤収容器１７と貯留ユニット４の断面図は、図８（ａ）と同様である。図１８（ｂ）は回転体回転ポジションＰ２時の現像器１の断面図で、図１８（ｂ）をｂ−ｂで切断した排出現像剤収容器１７と貯留ユニット４の断面図は、図８（ｂ）と同様である。図１８（ｃ）は回転体回転ポジションＰ３時の現像器１の断面図で、図１８（ｃ）をｃ−ｃで切断した排出現像剤収容器１７と貯留ユニット４の断面図は、図８（ｃ）と同様である。図１８（ｄ）は回転体回転ポジションＰ４時の現像器１の断面図で、図１８（ｄ）をｄ−ｄで切断した排出現像剤収容器１７と貯留ユニット４の断面図は、図８（ｄ）と同様である。
【００７０】
本実施例の特徴的な部分は、即ち、実施例１の構成と異なる点は、貯留ユニット４が、現像容器２内の第２現像剤循環スクリュー２ｂと現像容器２の側壁２１との間に位置している点にある。これは、実施例２と同様の構成とされる。
【００７１】
更に、本実施例によれば、補給現像剤収容器１６と排出現像剤収容器１７とが一体に形成され、現像剤カートリッジ５を形成し、現像装置１の現像容器２に対して脱着可能とされた点にある。
【００７２】
つまり、本実施例にて、現像剤カートリッジ５は、図１４、図１５などに示すように、シャッター５０を持ち、現像剤供給口６及び現像剤回収口１０を塞いでいる。現像剤カートリッジ５を回転体１８Ａに、例えば、図２にて手前側から挿入し、図示せぬ把手をひねることでシャッター５０が開き、現像剤供給口６及び現像剤回収口１０が開口し、現像剤供給口６及び現像剤回収口１０は、それぞれ、現像剤補給機構を構成する補給スクリュー８ａ及び第２現像剤搬送通路１２ｂと通じる。
【００７３】
なお、現像剤カートリッジ５を現像装置１から離脱する際には把手をひねることで現像剤供給口６及び現像剤回収口１０が閉じ、それぞれ、補給スクリュー８ａ及び第２現像剤搬送通路１２ｂと遮断され、内包する現像剤が外部に漏れることはない。
【００７４】
また、現像剤カートリッジ５内は、図１４に示すように、隔壁１５によって現像装置１に補給する補給現像剤を収容し現像剤供給口６を有する補給現像剤収容器１６と、現像装置１から排出された排出現像剤を収容し現像剤回収口１０を有する排出現像剤収容器１７とに二分されており、図示していない把手に近い方が排出現像剤収容器１７とされ、遠い方が補給現像剤収容器１６である。
【００７５】
上記構成により、現像剤カートリッジの交換と同時に廃現像剤を画像形成装置外へ除去するので、メンテナンス性が向上する。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の現像装置は、トナー及びキャリアを含む現像剤を収容し像担持体上に形成された静電像を現像部にて現像する現像器と、現像部を含む経路で現像器を回転させる回転体と、現像部に位置した現像器へトナー及びキャリアを含む現像剤を補給する現像剤補給容器と、現像部に位置した現像器から現像剤の溢れ出しを許容する開口と、開口から排出された余剰現像剤を貯留する貯留室と、回転体の回転に伴って貯留室から余剰現像剤を回収する回収室と、を有する現像装置において、貯留室内に設けられ開口と接続する現像剤搬送路を傾斜して設けた構成とされるので、
（１）現像位置において現像器内の余剰現像剤を貯留室へ排出できるため、単色の連続した画像形成中においても、現像動作を停止することなく、現像器内の現像剤量を許容値内に維持することが可能であり、画像形成とは無関係な現像器内の現像剤を排出するための回転体の回転動作が不必要となり、画像生産性低下を防止できる。加えて、
（２）劣化した現像剤を回収容器へ搬送するための搬送部材や駆動装置及び回収装置などの通常の画像形成には不必要な部材及び装置を用いないため、画像形成装置の複雑化及び高コスト化を引き起こすことがない。また、
（３）貯留室の装置断面での面積が小さくなるため、装置の小型化・低コスト化が可能となる。さらに、
（４）現像部で貯留室に貯留した現像剤を回転体の回転で回収室に送り出す際、現像剤が逆流するのを防止できる。また、
（５）貯留室を現像器に設けることによって、装置の小型化・低コスト化が可能となる。
（６）また、回収室を現像剤補給容器に一体に設けた場合には、現像剤補給容器とともに回収室を現像器に対して着脱可能とすることができ、これによって、現像剤補給容器の交換と同時に廃現像剤を現像装置外へ除去するので、メンテナンス性が向上する。
といった効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の現像装置を使用した画像形成装置の一例を示す概略断面構成図である。
【図２】本発明に係る回転現像方式を用いた現像装置の一実施例を示す概略断面構成図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係る現像装置の断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａにとった現像装置の断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂにとった現像装置の断面図である。
【図６】本発明の第１の実施例に係る現像装置の上視図である。
【図７】本発明の第１の実施例に係る現像装置の回転体回転時の現像器の状態を説明する断面図である。
【図８】本発明の第１の実施例に係る現像装置の回転体回転時の排出現像剤収容器と貯留ユニットの関係を説明する断面図である。
【図９】本発明の第２の実施例に係る現像装置の断面図である。
【図１０】図９のＡ−Ａにとった現像装置の断面図である。
【図１１】図９のＢ−Ｂにとった現像装置の断面図である。
【図１２】本発明の第２の実施例に係る現像装置の上視図である。
【図１３】本発明の第２の実施例に係る現像装置の回転体回転時の現像器の状態を説明する断面図である。
【図１４】本発明の第３の実施例に係る現像装置の断面図である。
【図１５】図１４のＡ−Ａにとった現像装置の断面図である。
【図１６】図１４のＢ−Ｂにとった現像装置の断面図である。
【図１７】本発明の第３の実施例に係る現像装置の上視図である。
【図１８】本発明の第３の実施例に係る現像装置の回転体回転時の現像器の状態を説明する断面図である。
【図１９】従来の現像装置の概略断面構成図である。
【図２０】従来の現像装置の概略断面構成図である。
【符号の説明】
１（１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ） 現像器
２ 現像容器
２ａ 第１現像剤循環スクリュー
２ｂ 第２現像剤循環スクリュー
３ 現像スリーブ
４ 貯留ユニット
５ 現像剤カートリッジ
６ 現像剤供給口
７ 攪拌搬送部材
８ａ 補給スクリュー
１０ 現像剤回収口
１２ａ 第１現像剤搬送通路
１２ｂ 第２現像剤搬送通路
１３ 現像剤貯溜室
１４ シャッター部材
１６ 補給現像剤収容器
１７ 排出現像剤収容器（余剰現像剤回収室）
１７ａ 逆流防止管
１８ 回転現像方式現像装置
１８Ａ 回転体
２８ 感光ドラム（像担持体）
５０ シャッター[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention generally relates to a developing device used for an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine and an LBP, and more particularly to a developing device in which a developing device for each color such as black, yellow, magenta, and cyan is mounted on a rotating body. The present invention relates to a so-called rotary developing type developing apparatus in which a developing unit is sequentially moved to a developing unit facing an image carrier by rotating a rotating body to perform a developing operation.
[0002]
[Prior art]
Generally, in an electrophotographic image forming apparatus that forms a chromatic image, a plurality of color toner images are sequentially formed on a photoconductor as an image carrier, and the plurality of color toner images are transferred to a transfer medium such as paper. A method of sequentially or collectively superimposing them on top is used.
[0003]
In such a chromatic image forming apparatus, for example, developing devices for each color such as black, yellow, magenta, and cyan are mounted on a rotating body, and the necessary developing devices are sequentially exposed by rotating the rotating body. A so-called rotary developing type developing device that performs a developing operation by moving the developing device to a developing position facing a body has been conventionally proposed and put into practical use.
[0004]
On the other hand, in a conventional electrophotographic image forming apparatus, particularly in an image forming apparatus for forming a chromatic image, a two-component developing method in which a non-magnetic toner and a magnetic carrier are mixed and used as a developer is widely used. ing.
[0005]
The two-component developing system has advantages such as image quality stability and device durability as compared with other currently proposed developing systems, but also deteriorates the developer due to long-term durability, especially carrier deterioration. Is inevitable, the operation of replacing the developer is required along with the long-term use of the image forming apparatus, and therefore, the service cost and the running cost are increased.
[0006]
Several solutions to this problem have been proposed in the past. Particularly, in a rotary developing type developing device, a two-component developer is supplied to each developing device by utilizing a change in the direction of gravitational action accompanying the rotational movement of a rotating body. In addition, a so-called trickle developing method for discharging a two-component developer from each developing device has been put to practical use.
[0007]
For example, in Patent Document 1, as shown in FIG. 19, in a developing device 18 in which a plurality of developing devices 1 are mounted on a rotating body 18A, a drum-shaped photosensitive member, that is, a developing unit facing the photosensitive drum 28, that is, At the developing position D, the developer containing toner consumed by the developing operation is supplied to the developing device 1, and the excess developer in the developing device 1 is subjected to the action of gravity due to the rotation of the rotating body 18A in the arrow direction. The developer is discharged to the developer cartridge 5 through the developer passages 110 and 112 using the change in the direction. That is, since the replenishment and collection of the developer is performed by utilizing the specific movement of the rotating body 18A, the structure is simple, and the size of the developing device, and consequently, the size of the image forming device and the cost increase are caused. In addition, a decrease in the chargeability of the carrier is prevented.
[0008]
On the other hand, in the developing device 18 described in Patent Document 2, as shown in FIG. 20, at a developing position D where the developing device 1 faces the photosensitive drum 28, the developer discharged from the developing container is temporarily stored in a storage unit 113. It is stored and conveyed to the cylindrical shaft 118a at the center of the rotator utilizing the change in the direction of action of gravity due to the rotation of the rotator 18A in the direction of the arrow. The developer is finally collected in a developer collection container provided at the shaft end of 118a.
[0009]
That is, in the configuration described in Patent Document 2, the developer is discharged using the specific movement of the rotating body 18A, similarly to the developing device 18 proposed in Patent Document 1, so that the developing device and the image This prevents the charging capability of the carrier from lowering without causing an increase in the size of the forming apparatus.In addition, even in the case where continuous formation of a single color image is carried out, the surplus development in the developing unit can be performed at the developing position without stopping the developing operation. Since the developer is discharged to the reservoir outside the developing device, the amount of the developer in the developing device is maintained within an allowable value without lowering the image productivity.
[0010]
In recent years, as the market for full-color copiers / printers has expanded and various functions have been demanded, many image forming apparatuses have been commercialized in pursuit of high image productivity while reducing the size and cost of the apparatuses. It is expected to become one of the mainstream markets in the future.
[0011]
[Patent Document 1]
JP-A-9-218575
[Patent Document 2]
JP-A-10-142888
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the developing device described in Patent Document 1, the deteriorated developer is discharged to the developer cartridge 5 by using the rotational movement of the rotating body 18A, so that the structure is simple, and the developing device and the image forming apparatus are used. This eliminates the need to increase the size and cost of the equipment and stabilizes the characteristics of the entire developer by gradually replacing the deteriorated developer with new developer, eliminating the need for developer replacement. And maintainability is improved.
[0013]
However, in the developing device described in Patent Literature 1, since the excess developer in the developing device is not discharged out of the developing device at the developing position, the developing device is particularly required when a single-color high-density image is continuously formed. In order to prevent an increase in the amount of developer inside, the developer operation must be stopped and the developer discharged, that is, the rotating member must be rotated, even during image formation, resulting in a significant increase in image productivity. Could not be avoided.
[0014]
On the other hand, in the developing device of Patent Document 2, the deteriorated developer is discharged into a collection container provided at the shaft end of the rotating body, and is gradually replaced with new developer, thereby stabilizing the characteristics of the entire developer. This eliminates the need for replacement of the developer, improves maintenance, and discharges excess developer in the developing device to the reservoir outside the developing device at the developing position. There is no reduction in image productivity due to the operation.
[0015]
However, in the developing device of Patent Literature 2, the developer once stored in the storage unit is transported into the shaft of the rotating body, and is transported to the collection container at the shaft end by the developer transporting member provided in the shaft. Therefore, it is necessary to provide a large number of members, collection containers, and driving devices that are unnecessary for normal image formation, and it has been impossible to avoid a complicated developing device and a sharp rise in cost. Further, providing the storage section outside the developing device increases the size and cost of the apparatus.
[0016]
That is, in the conventional technology, the maintenance work is improved because the replacement work of the developer is not required, but particularly in the formation of a single color image in which a single high-density image is continuously formed, the simplification of the developing device, the cost reduction, and the high image production It was impossible to achieve both sexes simultaneously.
[0017]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a simple and more compact rotary developing type developing device having high maintainability and high image productivity in which replacement of a developer is unnecessary.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by a developing device according to the present invention. In summary, the present invention provides a developing device having the following configuration.
[0019]
(1) A developing unit that stores a developer containing a toner and a carrier and develops an electrostatic image formed on an image carrier by a developing unit, and a rotator that rotates the developing unit along a path including the developing unit. A developer replenishing container for replenishing a developer containing toner and carrier to the developing device located in the developing unit, an opening allowing overflow of the developer from the developing device located in the developing unit, A developing chamber having a storage chamber for storing the excess developer discharged from the opening and a recovery chamber for collecting the excess developer from the storage chamber with the rotation of the rotating body;
A developing device provided in the storage chamber, wherein a developer conveying path connected to the opening is provided to be inclined.
[0020]
(2) The developing device according to (1), further including a second developer conveying path that is provided in the storage chamber in parallel with the rotation axis direction of the rotating body and that is connected to the collection chamber.
[0021]
(3) The developing device according to (1) or (2), wherein the collection chamber is provided integrally with the developer supply container so as to be detachable from the developing device.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the developing device according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
[0023]
Example 1
FIG. 1 shows an example of an image forming apparatus that can use the developing device according to the present invention.
[0024]
In this example, the image forming apparatus has an image forming apparatus main body 101, and a document table 102 made of a transparent glass plate fixedly provided is provided above the image forming apparatus main body 101. A document 100 placed on a document table 102 at a predetermined position with an image surface facing down is pressed and fixed by a document pressure plate 103. An optical system including a lamp 104 for illuminating the original 100 and reflection mirrors 105, 106, and 107 for guiding a light image of the illuminated original 100 to the image processing unit 108 is provided below the original table 102. . Note that the lamp 104 and the reflection mirrors 105, 106, and 107 move at a predetermined speed to scan the document 100.
[0025]
The image forming unit 115 includes a photosensitive drum 28 as an electrophotographic photosensitive member as an image carrier, a charging roller 160 as a primary charger for uniformly charging the surface of the photosensitive drum 28, and a toner image on the photosensitive drum 28. A developing device 18 of the rotary developing system configured to form according to the present invention and an intermediate transfer member as an intermediate transfer member on which a toner image developed on the surface of the photosensitive drum 28 is transferred by a transfer roller 151 as a primary transfer unit. A transfer belt 152, a transfer roller 150 as a secondary transfer unit for transferring the toner image on the intermediate transfer belt 152 to a sheet S as a recording medium, and removing the toner remaining on the photosensitive drum 28 after transferring the toner image. And a cleaner 126.
[0026]
After the photosensitive drum 28 is charged by the charging roller 160, an electrostatic latent image is formed by a light image emitted from the laser unit 109. This electrostatic latent image is converted into a toner image by the developing device 18, and the toner image is transferred to the intermediate transfer belt 152.
[0027]
The toner image on the intermediate transfer belt 152 is transferred to the sheet S by the transfer roller 150. The sheet S is supplied from the sheet cassette 127.
[0028]
On the downstream side of the image forming section 115, a fixing device 122 for fixing the toner image on the conveyed sheet S as a permanent image, and a sheet S on which the toner image is fixed by the fixing device 122 are transferred from the image forming apparatus main body 101 to Discharge roller pairs 124 for discharging are arranged in order. A discharge unit 125 that receives the sheet S discharged by the discharge roller pair 124 is provided outside the image forming apparatus main body 101.
[0029]
Next, the developing device 18 of the rotary developing system configured according to the present invention will be described.
[0030]
FIG. 2 shows a first embodiment of the developing device 18 of the present invention. In this embodiment, the developing device 18 includes a rotator 18A, and the rotator 18A includes four developing devices 1, namely, a black developing device 1K, a yellow developing device 1Y, a magenta developing device 1M, and a cyan developing device 1M. The developing device 1C is mounted. The rotating shaft 18a of the rotating body 18A is driven to rotate by a motor (not shown).
[0031]
When a black toner image is formed on the photosensitive drum 28, a developing position P1, which is close to the photosensitive drum 28, that is, when the developing unit 1K performs development by the black developing device 1K and similarly forms a yellow toner image Rotates the rotator 18A, arranges the yellow developing device 1Y at the developing position P1, and performs development. Magenta and cyan toner images are formed in the same manner.
[0032]
Hereinafter, the first embodiment of the developing device 18 of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS.
[0033]
Here, FIG. 3 is a sectional view of the developing device 1 (1K, 1Y, 1M, 1C) constituting the developing device 18 of the present invention, FIG. 4 is a sectional view of the developing device 1 cut along AA in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of the developing device 1 taken along the line BB in FIG. 3, and FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a state of the developing device 1 during rotation of the rotating body.
[0034]
In the present embodiment, the developing device 1 contains a two-component developer containing a non-magnetic toner and a magnetic carrier, and the toner concentration in the developer in an initial state is about 8% by weight. This value should be properly adjusted in accordance with the charge amount of the toner, the particle size of the carrier, the configuration of the image forming apparatus, and the like, and does not necessarily have to follow this value.
[0035]
As can be understood from FIGS. 2 to 5, the developing device 1 has a developing area facing the photosensitive drum 28 of the developing container 2. The developing area is partially exposed at the opening. A developing sleeve 3 as a carrier is rotatably arranged.
[0036]
During the developing operation, the developing sleeve 3 rotates in the direction of arrow A as shown in FIG. 2 and the like, holds the two-component developer in the developing container 2 in a layered form, carries and transports it in the developing area, and faces the photosensitive drum 28. The two-component developer is supplied to the developing area where the electrostatic latent image on the photosensitive drum 28 is developed.
[0037]
After the development of the electrostatic latent image, the two-component developer is transported along with the rotation of the developing sleeve 3 and collected in the developing container 2. The two-component developer in the developing container 2 is circulated in the developing container 2 by a first developer circulating screw 2a (a side closer to the developing sleeve 3) and a second developer circulating screw 2b (a side farther from the developing sleeve 3). And mixed and stirred. The direction of the developer circulation is on the first developer circulation screw 2a side, for example, in FIG. 2, the direction from the near side to the back side, and on the second developer circulation screw 2b side, the direction from the back side to the near side. .
[0038]
Further, as can be understood from FIGS. 3 and 5, the developing device 1 includes a storage unit 4 on the front side of the side wall. The storage unit 4 includes a developer discharge port 11 having a shutter member 14, and a developer storage chamber 13 communicates with the developer discharge port 11 through a first developer transfer passage 12a. The chamber 13 also communicates with the second developer transport passage 12b. Since the first developer transport passage 12a and the second developer transport passage 12b are arranged in the direction of the rotating shaft 18a of the rotating body 18A, the storage unit 4 is smaller than before.
[0039]
As can be understood from FIGS. 3 and 5, the discharged developer container 17 is located above the developing container 2 and communicates with the second developer transport passage 12 b of the storage unit 4 via the developer recovery port 10. ing. Further, the backflow prevention tube 17a prevents the backflow of the developer up to a predetermined amount.
[0040]
As shown in FIGS. 3 and 4, the replenishment developer container 16 is located above the developing container 2 and stores the replenishment developer therein. Further, a stirring and conveying member 7 for conveying the replenishment developer in the direction of the developer supply port 6 is built in the replenishment developer container 16. The stirring / conveying member 7 rotates the resin film 7b about a rigid shaft 7a, and stirs and conveys the developer in the replenishment developer container 16 by appropriately rotating. Although not shown, a seal member is provided between the discharged developer container 17 and the developing container 2 and between the replenished developer container 16 and the developing container 2, and leakage of the developer from between the containers is provided. There is no seal.
[0041]
As shown in FIGS. 4 and 6, the replenishment developer containing the toner consumed by the image formation is developed in the replenishment developer container 16 by the rotational force of the stirring and conveying member 7 and the weight of the developer. The developer is supplied from the developer supply port 6 to the supply screw 8a constituting the developer supply mechanism, and is supplied into the developer container 2 from the developer supply port 9 (FIG. 3) as the supply screw 8a rotates.
[0042]
The mixing ratio of the toner and the carrier in the replenishment developer is about 9: 1 by weight, but is not particularly limited to this value. That is, the amount of toner is overwhelmingly larger than the ratio of the two-component developer in the developing container 2, and considering the volume ratio, it can be considered that a small amount of carrier is mixed in the toner. That is, a small amount of carrier is gradually supplied when supplementing the toner consumed by image formation. When the proportion of the carrier in the replenishment developer increases, the replacement amount of the carrier increases with the same amount of toner replenishment, and the two-component developer in the developing device 1 approaches a fresh state, but the consumption amount of the carrier decreases accordingly. It increases the running cost. For this reason, it is preferable to determine an appropriate mixing ratio separately for each device. Further, the replenishing amount of the developer is roughly determined by the number of rotations of the supply screw 8a, and the number of rotations is determined by a toner supply amount control unit (not shown).
[0043]
FIGS. 7 and 8 are cross-sectional views of the developing device 1 showing the state of the developing device 1 at each rotating body rotation position when the rotating body 18A of the developing device 18 of the present invention is rotated.
[0044]
That is, FIG. 7A is a cross-sectional view of the developing device 1 at the rotating body rotation position P1, and FIG. 8A is a discharge developer container 17 and a storage unit cut along the line aa in FIG. FIG. 4 is a sectional view of FIG. FIG. 7B is a cross-sectional view of the developing device 1 at the rotating body rotation position P2, and FIG. 8B is a diagram of the discharged developer container 17 and the storage unit 4 taken along line bb in FIG. It is sectional drawing. FIG. 7C is a cross-sectional view of the developing device 1 at the rotating body rotation position P3, and FIG. 8C is a diagram of the discharged developer container 17 and the storage unit 4 taken along line cc in FIG. It is sectional drawing. FIG. 7D is a cross-sectional view of the developing device 1 at the rotating body rotation position P4. FIG. 8D is a sectional view of the discharged developer container 17 and the storage unit 4 taken along line dd in FIG. It is sectional drawing.
[0045]
As shown in FIG. 7A, the developer outlet 11 is provided at the same height as the standard developer surface 40, and the developer outlet 11 is open at the developing position P1. Therefore, when the developer level is higher than the standard developer level 40, the surplus developer is discharged from the developer discharge port 11, and the developer level is maintained at the level of the standard developer level 40. Therefore, there is no occurrence of toner fogging on the white background of the image or overflow of the developer from the developing device 1. As shown in FIG. 8A, the developer discharged from the developer discharge port 11 at the developing position P1 stores the developer along the inclined wall surface of the first developer transport passage 12a as shown in FIG. It is stored in the chamber 13.
[0046]
As described above, since the excess developer in the developing device 1 is discharged to the developer storage chamber 13 at the developing position P1, the developer is discharged even when a single-color image of a high-density image is continuously formed. The rotating operation of the rotating body 18A is not required, and the developer amount in the developing device 1 can be maintained within an allowable range, so that the image productivity does not decrease.
[0047]
When the developing operation of the developing device 1 is completed, for example, assuming that the developing device 1 is the black developing device 1K, when the developing operation of the developing device 1K is completed, the rotating body is prepared for the developing operation by the developing device 1Y for the next color. 18A rotates, and the developing device 1K moves to the position P2 (FIG. 7B).
[0048]
At this time, due to the change in the direction of gravitational action due to the rotation of the rotating body 18A, as shown in FIGS. 7B and 8B, the developer in the developer storage chamber 13 is transported by its own weight to transfer the second developer. Along the passage 12b, the developer is stored in the discharged developer container 17 as a surplus developer recovery chamber from the developer recovery port 10. At this time, the developer stored in the developer storage chamber 13 is shifted toward the second developer transport passage 12b due to the inclined wall surface of the first developer transport passage 12a. There is no backflow to the one developer transport passage 12a. On the other hand, since the shutter member 14 moves by its own weight and the developer outlet 11 is closed, the developer in the developing device 1K does not leak from the developer outlet 11 to the first developer transport passage 12a.
[0049]
When the developing operation of the developing device 1Y is completed, the rotator 18A rotates and the developing device 1K moves to the position P3 in preparation for the developing operation by the developing device 1M for the next color (FIG. 7C). At this time, the developer in the developer storage chamber 13 is stored by its own weight in the discharged developer container 17 from the developer recovery port 10 along the second developer transport passage 12b, as shown in FIG. 8C. You. Note that the developer outlet 11 is also in the closed state at the position P3, and the developer in the developing device 1K does not leak from the developer outlet 11 to the second developer transport passage 12b.
[0050]
When the developing operation of the developing device 1M is completed, the rotator 18A rotates and the developing device 1K moves to the position P4 in preparation for the developing operation by the developing device 1C for the next color (FIG. 7D). At this time, as shown in FIG. 8D, the developer only moves in the discharged developer container 17. However, the backflow prevention pipe 17a prevents the backflow of the developer up to a predetermined amount, and the developer does not flow back into the second developer transport passage 12b. Although the developer outlet 11 is open at the position P4, the developer in the developing device 1K does not leak from the developer outlet 11 to the first developer transport passage 12a due to the direction of gravity. .
[0051]
With the above-described configuration and method, the developer containing the deteriorated carrier is collected by utilizing the change in the direction of gravitational action due to the rotational movement of the rotating body 18A without deteriorating the image productivity even in the continuous image formation of a single color. Therefore, it is not necessary to use a member or a device, such as a transport member or a driving device, for transporting the deteriorated developer, which is not related to the normal image forming. An improvement can be realized.
[0052]
Further, since the first developer transport passage 12a and the second developer transport passage 12b are arranged in the direction of the rotation axis 18a of the rotating body 18A, the area of the storage unit 4 in the cross section of the device is reduced, and the size of the device can be reduced. Cost reduction becomes possible. Further, when the toner stored in the developer storage chamber 13 in the developing section is sent out to the second developer transport path 12b by the rotation of the rotating body 18A, the developing wall is formed by the inclined wall surface of the first developer transport path 12a. Since the developer stored in the developer storage chamber 13 is shifted toward the second developer transport passage 12b, it is possible to prevent the developer from flowing back into the first developer transport passage 12a.
[0053]
The configuration and the like of the developer and the image forming apparatus used in the present embodiment are not limited to these, and it goes without saying that the present invention is applicable to various developers and image forming apparatuses.
[0054]
As described above, the developing device according to the first embodiment of the present invention employs the rotary developing method having high maintainability that the developer does not need to be replaced and high image productivity in forming a single color continuous image. The developing device 18 can be realized and provided with a simple configuration.
[0055]
Example 2
Next, a second embodiment of the developing device of the present invention will be described with reference to FIGS. The developing device of the present embodiment is also a rotary developing type developing device similar to that described in the first embodiment with reference to FIGS. 2 to 8, and members having the same configuration and operation are denoted by the same reference numerals. The detailed description is omitted, and the description of the first embodiment is referred to.
[0056]
That is, also in this embodiment, as shown in FIG. 2, the developing device 18 includes a rotator 18A, and the rotator 18A includes four developing devices 1, namely, a black developing device 1K and a yellow developing device 1K. 1Y, a magenta developing device 1M, and a cyan developing device 1C. The rotating shaft 18a of the rotating body 18A is driven to rotate by a motor (not shown).
[0057]
When a black toner image is formed on the photosensitive drum 28, development is performed by the black developing device 1K at a developing position P1 close to the photosensitive drum 28. Similarly, when a yellow toner image is formed, the rotator 18A is used. Is rotated, the yellow developing device 1Y is arranged at the developing position P1, and development is performed. Magenta and cyan toner images are formed in the same manner.
[0058]
As described above, FIGS. 9 to 13 show the developing device according to the present embodiment. FIGS. 9 to 13 correspond to FIGS. 3 to 7 described in the first embodiment, respectively.
[0059]
That is, FIG. 9 is a cross-sectional view of a developing device constituting the developing device of the present embodiment, FIG. 10 is a cross-sectional view of the developing device taken along line AA of FIG. 9, and FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. FIG. 12 is a sectional view of the developing device, and FIG. 12 is a top view of the developing device.
[0060]
FIG. 13 is a cross-sectional view of the developing device 1 at each rotating body rotation position when the rotating body 18A of the developing device 18 of this embodiment rotates. Also in the present embodiment, the discharge developer container 17 and the storage unit 4 at each rotating body rotation position when the rotating body 18A of the developing device 18 described in the first embodiment with reference to FIG. Since the relationship is the same as in the first embodiment, FIG. 8 is also used in this embodiment.
[0061]
That is, FIG. 13A is a cross-sectional view of the developing device 1 at the rotating body rotation position P1. FIG. 13A is a cross-sectional view of the discharged developer container 17 and the storage unit 4 taken along aa in FIG. This is the same as FIG. FIG. 13B is a cross-sectional view of the developing device 1 at the rotating body rotation position P2, and FIG. 8B is a cross-sectional view of the discharged developer container 17 and the storage unit 4 taken along line bb in FIG. Same as (b). FIG. 13C is a cross-sectional view of the developing device 1 at the rotating body rotation position P3. FIG. 8 is a cross-sectional view of the discharged developer container 17 and the storage unit 4 taken along line cc in FIG. Same as (c). FIG. 13D is a cross-sectional view of the developing device 1 at the rotating body rotation position P4, and FIG. 8D is a cross-sectional view of the discharged developer container 17 and the storage unit 4 taken along a line d-d. Same as (d).
[0062]
The characteristic part of this embodiment, that is, the difference from the configuration of the first embodiment is that the storage unit 4 is connected to the second developer circulation screw 2b in the developing container 2 as best shown in FIG. The point is that it is located between the side wall 21 of the developing container 2. As a result, the size and cost of the developing device can be further reduced.
[0063]
Example 3
Next, a third embodiment of the developing device of the present invention will be described with reference to FIGS. The developing device 18 of the present embodiment is also a rotary developing type developing device similar to that described in the first embodiment with reference to FIGS. 2 to 8, and members having the same configuration and operation are denoted by the same reference numerals. The detailed description is omitted, and the description of the first embodiment is referred to.
[0064]
That is, also in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the developing device 18 includes a rotator 18A, and the rotator 18A includes four developing devices 1, that is, a black developing device 1K and a yellow developing device 1K. 1Y, a magenta developing device 1M, and a cyan developing device 1C. The rotating shaft 18a of the rotating body 18A is driven to rotate by a motor (not shown).
[0065]
When a black toner image is formed on the photosensitive drum 28, development is performed by the black developing device 1K at a developing position P1 close to the photosensitive drum 28. Similarly, when a yellow toner image is formed, the rotator 18A is used. Is rotated, the yellow developing device 1Y is arranged at the developing position P1, and development is performed. Magenta and cyan toner images are formed in the same manner.
[0066]
As described above, FIGS. 14 to 18 show the developing device of the present embodiment. FIGS. 14 to 18 show the developing device of FIGS. 3 to 7 described in the first embodiment or FIGS. This corresponds to FIGS. 9 to 13.
[0067]
14 is a sectional view of the developing device 1 constituting the developing device 18 of the present embodiment, FIG. 15 is a sectional view of the developing device 1 taken along the line AA in FIG. 14, and FIG. FIG. 17 is a cross-sectional view of the developing device 1 taken along a line in FIG.
[0068]
FIG. 18 is a cross-sectional view of the developing device 1 at each rotating body rotation position when the rotating body 18A of the developing device 18 of this embodiment rotates. Also in the present embodiment, the discharge developer container 17 and the storage unit 4 at each rotating body rotation position when the rotating body 18A of the developing device 18 described in the first embodiment with reference to FIG. Since the relationship is the same as in the first embodiment, FIG. 8 is also used in this embodiment.
[0069]
That is, FIG. 18A is a cross-sectional view of the developing device 1 at the rotating body rotation position P1, and FIG. 18A is a cross-sectional view of the discharged developer container 17 and the storage unit 4 taken along aa. This is the same as FIG. FIG. 18B is a cross-sectional view of the developing device 1 at the rotating body rotation position P2. FIG. 8B is a cross-sectional view of the discharged developer container 17 and the storage unit 4 taken along line bb in FIG. Same as (b). FIG. 18C is a cross-sectional view of the developing device 1 at the rotating body rotation position P3. FIG. 8C is a cross-sectional view of the discharged developer container 17 and the storage unit 4 taken along line cc in FIG. Same as (c). FIG. 18D is a cross-sectional view of the developing device 1 at the rotating body rotation position P4, and FIG. 8D is a cross-sectional view of the discharged developer container 17 and the storage unit 4 taken along line dd. Same as (d).
[0070]
The characteristic part of the present embodiment, that is, the difference from the configuration of the first embodiment is that the storage unit 4 is provided between the second developer circulation screw 2 b in the developing container 2 and the side wall 21 of the developing container 2. At the point where it is located. This is the same configuration as in the second embodiment.
[0071]
Further, according to the present embodiment, the replenishment developer container 16 and the discharged developer container 17 are integrally formed to form the developer cartridge 5 and can be attached to and detached from the developing container 2 of the developing device 1. It is in the point which was done.
[0072]
That is, in this embodiment, the developer cartridge 5 has the shutter 50 and closes the developer supply port 6 and the developer recovery port 10 as shown in FIGS. For example, the developer cartridge 5 is inserted into the rotating body 18A from the near side in FIG. 2, and the shutter 50 is opened by twisting a handle (not shown), and the developer supply port 6 and the developer recovery port 10 are opened. The developer supply port 6 and the developer recovery port 10 communicate with a supply screw 8a and a second developer transport passage 12b that constitute a developer supply mechanism, respectively.
[0073]
When the developer cartridge 5 is detached from the developing device 1, the handle is twisted to close the developer supply port 6 and the developer recovery port 10, and shut off the supply screw 8 a and the second developer transport passage 12 b, respectively. Therefore, the contained developer does not leak to the outside.
[0074]
Further, as shown in FIG. 14, the inside of the developer cartridge 5 contains a replenishment developer container 16 having a developer supply port 6 for accommodating a replenishment developer to be replenished to the developing device 1 by the partition wall 15. It is divided into a discharged developer container 17 containing the discharged discharged developer and having the developer recovery port 10. The one closer to the handle (not shown) is the discharged developer container 17, and the one farther away is the handle. This is a supply developer container 16.
[0075]
According to the above configuration, since the waste developer is removed from the image forming apparatus at the same time as the replacement of the developer cartridge, the maintainability is improved.
[0076]
【The invention's effect】
As described above, the developing device of the present invention includes the developing device that stores the developer including the toner and the carrier and develops the electrostatic image formed on the image carrier by the developing unit, and the path including the developing unit. And a developer replenishing container for replenishing the developer containing toner and carrier to the developing unit located in the developing unit, and allowing the developer to overflow from the developing unit located in the developing unit. An opening, a storage chamber for storing the excess developer discharged from the opening, and a collection chamber for collecting the excess developer from the storage chamber with the rotation of the rotator; and an opening provided in the storage chamber. And the developer transport path connected to the
(1) Since the excess developer in the developing device can be discharged to the storage chamber at the developing position, the developing operation can be stopped within the developing device without stopping the developing operation even during the continuous formation of a single color image. , And the rotating operation of the rotator for discharging the developer in the developing unit irrelevant to the image formation becomes unnecessary, so that a decrease in image productivity can be prevented. in addition,
(2) Since unnecessary members and devices such as a transport member for transporting the deteriorated developer to the collection container, a driving device, and a collection device are not used, the image forming device becomes complicated and high. There is no cost increase. Also,
(3) Since the area of the storage chamber in the cross section of the device is reduced, the size and cost of the device can be reduced. further,
(4) When the developer stored in the storage chamber in the developing section is sent out to the collection chamber by rotation of the rotating body, the developer can be prevented from flowing backward. Also,
(5) By providing the storage chamber in the developing device, the size and cost of the apparatus can be reduced.
(6) When the collection chamber is provided integrally with the developer supply container, the collection chamber together with the developer supply container can be made detachable from the developing device. Since the waste developer is removed from the developing device at the same time as the replacement, the maintenance property is improved.
Such an effect can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus using a developing device of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional configuration diagram showing one embodiment of a developing device using a rotary developing system according to the present invention.
FIG. 3 is a sectional view of the developing device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view of the developing device taken along line AA of FIG. 3;
FIG. 5 is a cross-sectional view of the developing device taken along line BB of FIG. 3;
FIG. 6 is a top view of the developing device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a state of the developing device when the rotating body of the developing device according to the first embodiment of the present invention rotates.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating the relationship between the discharged developer container and the storage unit when the rotating body of the developing device according to the first embodiment of the present invention rotates.
FIG. 9 is a sectional view of a developing device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a sectional view of the developing device taken along line AA of FIG. 9;
11 is a sectional view of the developing device taken along line BB of FIG. 9;
FIG. 12 is a top view of a developing device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a state of a developing device when a rotating body of a developing device according to a second embodiment of the present invention rotates.
FIG. 14 is a sectional view of a developing device according to a third embodiment of the present invention.
15 is a cross-sectional view of the developing device taken along line AA of FIG.
FIG. 16 is a sectional view of the developing device taken along line BB of FIG. 14;
FIG. 17 is a top view of a developing device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a cross-sectional view illustrating a state of a developing device when a rotating body of a developing device according to a third embodiment of the present invention rotates.
FIG. 19 is a schematic cross-sectional configuration diagram of a conventional developing device.
FIG. 20 is a schematic cross-sectional configuration diagram of a conventional developing device.
[Explanation of symbols]
1 (1K, 1Y, 1M, 1C) developing unit
2 Developing container
2a First developer circulation screw
2b Second developer circulation screw
3 Developing sleeve
4 Storage unit
5 Developer cartridge
6 Developer supply port
7 Stirring conveying member
8a Supply screw
10 Developer recovery port
12a First developer transport passage
12b Second developer transport passage
13 Developer storage room
14 Shutter member
16 Replenishment developer container
17 Discharged developer container (excess developer collection chamber)
17a Backflow prevention tube
18 rotary developing system developing device
18A Rotating body
28 Photosensitive drum (image carrier)
50 shutters
