JP2005099134A - Developing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機やレーザープリンタ等において、像担持体上に形成された静電像をトナーとキャリアを混合した現像剤を用いて現像する現像装置に関する。 The present invention relates to a developing device that develops an electrostatic image formed on an image carrier using a developer in which toner and a carrier are mixed in a copying machine, a laser printer, or the like.
従来、乾式複写機等において、トナーとキャリアとからなる2成分現像剤で像担持体表面の静電潜像の可視化、すなわちトナー現像を行う現像装置が用いられている。このような現像装置においては、トナーは現像動作によって消費されていく一方、キャリアは消費されずに現像装置内に残る。したがって、現像装置内でトナーと共に攪拌されるキャリアは攪拌頻度が多くなるにつれて、キャリア表面へのトナーの粘着といった事態が生じて汚染され劣化する。このために、現像剤の帯電性能が徐々に低下することにより、かぶり(現像剤の帯電性能が低下してくると逆極性に帯電されたトナーが発生し現像時に感光体上の非画像部にトナーが付着する現象)等の画質欠陥を生じて、画質を著しく低下させる原因になっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a dry copying machine or the like, a developing device for visualizing an electrostatic latent image on the surface of an image carrier, that is, developing toner with a two-component developer composed of toner and carrier is used. In such a developing device, the toner is consumed by the developing operation, while the carrier is not consumed and remains in the developing device. Therefore, the carrier stirred together with the toner in the developing device is contaminated and deteriorated as the stirring frequency increases and the toner sticks to the carrier surface. Therefore, the charging performance of the developer gradually decreases, and thus fog (toner charged with a reverse polarity is generated when the charging performance of the developer decreases, and the non-image portion on the photoreceptor is developed during development. This causes image quality defects such as a phenomenon that toner adheres, and causes a significant decrease in image quality.
これまで、かぶり等の画質欠陥が生じないようにするため、定期的に現像容器内の劣化した現像剤を交換する必要があった。そして、その現像剤を交換するために多大なメンテナンスの労力がかかっていた。 Until now, it has been necessary to periodically replace the deteriorated developer in the developing container in order to prevent image quality defects such as fogging. In order to replace the developer, a great amount of maintenance work is required.
そこで現像剤の交換作業を不要にすることを目的に、キャリアとトナーとの混合物からなる現像剤を現像容器内に補給して、帯電性能の低下した劣化現像剤を現像容器より排出し、帯電性能の低下を抑制できるようにした現像装置が提案されている。この種の技術としては、従来、「トリックル現像方式」と呼ばれる、特許文献1に記載の技術が知られている。 Therefore, in order to eliminate the need to replace the developer, a developer consisting of a mixture of carrier and toner is replenished into the developer container, and the deteriorated developer whose charging performance has deteriorated is discharged from the developer container and charged. There has been proposed a developing device capable of suppressing a decrease in performance. As this type of technique, a technique described in Patent Document 1 called “trickling development method” is conventionally known.
この技術は、消費されるトナーの補給とは別に新しいキャリアを現像容器内に補給し、過剰となった現像容器内の現像剤が、現像容器壁面に設けられている現像剤排出口からオーバーフローして排出され、現像剤回収容器に回収される。このようなキャリア及び劣化現像剤の補給・排出が繰り返し行われることによって、現像容器内で汚染され劣化していく現像剤が、新たに供給されるトナーおよびキャリアに置換されていく。これにより、現像剤の帯電性能を維持し、画質の低下を抑えるようになっている。
図7〜図10によりトリックル現像システムを採用している現像装置例を説明する。図10のようにこの現像装置1は、キャリアとトナーとの混合物からなる2成分現像剤Tを収容させた現像容器2と、該現像容器内の2成分現像剤を搬送・攪拌しながら現像容器内を容器長手方向に循環させる平行2本の第1と第2の現像剤搬送部材3・4と、その攪拌された2成分現像剤を担持して電子写真感光体等の像担持体Dに適用して像担持体面の静電潜像をトナー像として現像する現像剤担持部材(現像ロール)5と、現像容器内に対する高濃度2成分現像剤補給装置6と、現像容器2内から過剰量の現像剤をオーバーフローさせる現像剤排出口(現像剤回収口)7と、現像剤排出口からオーバーフローした現像剤を収容する廃現像剤貯留容器8等からなる。
An example of a developing apparatus employing the trickle developing system will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 10, the developing device 1 includes a developing
現像容器2内の2成分現像剤Tは像担持体D面の静電潜像の現像動作によるトナー消費に伴うトナー濃度低下が不図示の検知手段で検知され、トナー濃度が基準濃度よりも低下すると高濃度2成分現像剤補給装置6からトナー濃度を高くした2成分現像剤(トナー+キャリア)が現像容器2内に供給される。この補給された高濃度2成分現像剤は現像容器2内の2成分現像剤T中に現像剤搬送部材3・4で搬送されながら攪拌混合されて現像容器2内の2成分現像剤Tのトナー濃度が上昇する。そのトナー濃度の上昇が検知手段で検知され、トナー濃度が基準濃度に回復するまで高濃度2成分現像剤補給装置6から現像容器2内への高濃度2成分現像剤の補給がなされる。これにより現像容器2内の現像剤Tはそのトナー濃度が基準濃度範囲内に維持される。
In the two-component developer T in the developing
一方、現像容器2内に対する高濃度2成分現像剤の補給により、現像容器2内の現像剤Tは消費されないキャリアの追加でその量が増える。標準的現像剤量より多い分の余剰現像剤は現像剤排出口7から現像容器2外へオーバーフローして廃現像剤貯留容器8に貯留される。
On the other hand, by supplying the high-concentration two-component developer to the inside of the developing
これにより現像容器2内の2成分現像剤Tは高濃度2成分現像剤補給装置6から現像容器2内への高濃度2成分現像剤の補給の繰り返しに伴ない少しずつ自動的に交換されてオートリフレッシュされる。
As a result, the two-component developer T in the developing
図7(a)〜(c)により余剰現像剤のオーバーフロー動作を説明する。図7は現像装置1の現像剤排出口7側の部分的断面模型図である。第2の現像剤搬送部材4は中心軸aに該軸に沿ってらせん状にスクリュー羽根bを具備させたスクリュー部材であり、中心軸aの両端部をそれぞれ現像容器2の長手方向両端部の容器壁2a間に軸受け9を介して回転自在に支持させて現像容器2内の配設してある。このスクリュー部材4が所定方向に回転駆動されて該スクリュー部材4に沿う現像剤Tがスクリュー羽根bで攪拌されながらスクリュー部材4に沿って矢印A方向に搬送される。また該スクリュー部材4の現像剤搬送方向下流側のスクリュー羽根部分cのスクリュー形状の向きは、それよりも現像剤搬送方向上流側のスクリュー羽根部分bのスクリュー形状の向きとは逆向きにしてある。この逆向きのスクリュー羽根部分(返しのスクリュー羽根部分)cはスクリュー羽根部分bで搬送されてくる現像剤Tの流れによって該スクリュー部材4の現像剤搬送方向下流側部分の現像剤が軸受け9と中心軸aとの間に侵入するのを防止するために設けてある。図8は上記第2の現像剤搬送部材としてのスクリュー部材4の部分的外観斜視図である。
The excess developer overflow operation will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a partial cross-sectional model view of the developing device 1 on the
第1の現像剤搬送部材3も上記第2の現像剤搬送部材4と同様の構造のスクリュー部材である。ただし、この第1のスクリュー部材3による現像剤Tの搬送方向は上記第2のスクリュー部材4とは逆方向にしてある。
The first
上記第1と第2の2本のスクリュー部材3・4の回転により現像容器2内の2成分現像剤Tは攪拌されながら現像容器2内を容器長手方向において循環搬送される。
The two-component developer T in the developing
現像剤排出口7は第2のスクリュー部材4の返しのスクリュー羽根部分cに対応する位置の現像容器壁面部分に設けてある。そして該現像剤排出口7の下端(下縁)の高さは現像容器2内の現像剤量が標準的現像剤量である場合に返しのスクリュー羽根部分cの現像剤面に生じる山Taの高さよりも高く設定されている(図7(a))。
The
高濃度2成分現像剤補給装置6から現像容器2内への高濃度2成分現像剤の補給により、現像容器2内の現像剤Tの量が増えると、現像容器2内の現像剤面レベルが現像容器2内の現像剤量が標準的現像剤量である場合よりも高くなり、第2のスクリュー部材4の返しのスクリュー羽根部分cの現像剤面に生じる山Taの高さが図7(b)のように現像剤排出口7の下端の高さよりも高くなり、現像剤排出口7から余剰量分の現像剤Tが現像容器2外にオーバーフローして廃現像剤貯留容器8に貯留される。
When the amount of the developer T in the
1)現像剤搬送部材としてのスクリュー部材3・4はらせん状のスクリュー形状をしているので、現像容器2内の現像剤Tの該スクリュー部材に沿う現像剤面にはスクリューの回転に合わせて図7の(a)や(b)のように波のような凹凸部が発生し、現像剤面が上下動しながら凹凸が移動する。また、現像剤Tは流動性に富んでいるので、現像剤面に発生した凸部(山)Taは振動や衝撃で簡単に崩れる性質をもつ。こういった現像装置が搭載される複写機やプリンタには、振動や衝撃を装置全体に与えるような発生源がいくつもあり、例えば、給紙時に紙をピックアップする時や、図9のような現像ロータリー式のカラープリンターで現像装置が現像位置に停止する際には、大きな振動、衝撃が現像装置に伝わる。それらの振動や衝撃の発生タイミングによっては、現像剤面に生じた凸形状が崩される場合が生ずる。すると、図7(b)に対して、図7(c)のように現像剤面の凹凸の崩れで凸部Taが平らになった部分Tbが現像剤排出口7の付近で発生すると、現像剤排出口7に現像剤面が届かず、そのために排出されるはずの現像剤が現像剤排出口7から排出されないという現象が発生する。
1) Since the
特に、排出量が小さい状況が連続すると、現像容器2内の現像剤Tの総量が増えすぎて現像剤搬送部材としてのスクリュー部材3・4を回転させることが困難になって、最終的には駆動力がその負荷に対して不足して停止してしまうという問題が発生する。あるいは、現像剤Tの総量が増えすぎて、現像剤面が著しく上昇し、現像剤担持体5の表面にコートされる現像剤の量が増え、現像剤担持体5上の現像剤の厚みが増え、像担持体Dと接触することで現像剤が現像剤担持体表面から脱落し現像装置外の本体内を汚染することになる。
In particular, if the situation where the discharge amount is small continues, the total amount of the developer T in the developing
2)また、図9のように複数の現像装置1(Y・M・C・Bk)が回転体54aに保持された現像ロータリー式の現像ユニット54であるカラープリンターでは、現像装置1(Y・M・C・Bk)が回転するので、回転している間に現像剤が現像剤排出口7から排出されるのを防止するために弁を設けている。図10は、現像ロータリー式現像ユニットの現像装置1(Y・M・C・Bk)が像担持体Dを現像する位置にある時の主要断面図であり、弁10が取り付けてある。弁10には回動するための支点11があり、その支点11は現像装置の上方にあり、弁10は現像装置が図10の現像位置に無いときは自重で現像剤排出口7を塞ぐ。しかし、図10にあるように現像位置にあるときに、第2の現像剤搬送部材であるスクリュー部材4の回転方向が弁10の閉じる方向に現像剤を運ぶと、弁10全体が現像剤の移動によって閉じる方向に回動してしまい、排出口本来の機能である余剰現像剤の排出という動作が出来なくなる。
2) Further, as shown in FIG. 9, in the color printer which is the developing rotary
なお、図9の現像ロータリー式カラープリンター自体は公知に属するので、その説明は簡単にとどめる。Dは像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体、52は感光体D面を一様に帯電する帯電器、53はその一様帯電面に静電潜像を形成する光像露光装置としてのレーザースキャナー、54はその静電潜像をトナー像として現像する現像ユニットである。この現像ユニット54は現像ロータリー式であり、回転体54aに、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4つの色現像装置1Y・1M・1C・1BKを搭載してあり、回転体54aの回転が制御されて所要の現像装置が感光体Dを現像する位置に移動される。55は中間転写ベルト、56は1次転写器、57は2次転写器、58は感光体クリーナー、59は給紙機構部、60は定着装置、62は排紙トレイ部である。
Note that the development rotary color printer shown in FIG. D is a rotating drum type electrophotographic photosensitive member as an image carrier, 52 is a charger that uniformly charges the surface of the photosensitive member D, and 53 is an optical image exposure device that forms an electrostatic latent image on the uniformly charged surface. A
本発明は上記1)や2)の事項に鑑みて提案されたものであり、2成分現像剤を自動的に交換するオートリフレッシュ機能を有する現像装置について、上記1)のような装置本体の振動や衝撃によって余剰現像剤の排出量がバラツク問題を解決し、現像装置内の現像剤を適正量に安定的に維持し、画実を安定させることを目的とする。 The present invention has been proposed in view of the above items 1) and 2). For a developing device having an auto-refresh function for automatically replacing a two-component developer, the vibration of the main body as in 1) above. The object is to solve the problem of fluctuations in the amount of excess developer discharged due to impact and to stably maintain the developer in the developing device at an appropriate amount and to stabilize the image.
また、上記2)のように、現像ロータリー方式において現像装置の回転中に現像剤排出口からの現像剤の漏れを防止するための弁が現像装置に設けられている場合でも、弁に障害されることなく余剰現像剤を安定して排出させることを目的とする。 In addition, as described in 2) above, even when the developing device is provided with a valve for preventing leakage of the developer from the developer discharge port during rotation of the developing device in the developing rotary system, the valve is obstructed. An object of the present invention is to stably discharge an excess developer without causing any trouble.
本発明は下記の構成を特徴とする現像装置である。 The present invention is a developing device having the following configuration.
(1)トナーとキャリアを含んだ現像剤を収容し現像剤の循環経路を構成する現像室と攪拌室とに仕切られた現像容器と、前記現像室内の現像剤を担持して現像部へ搬送する現像剤担持体と、現像剤補給に伴う余剰現像剤を前記攪拌室から排出する排出口と、前記攪拌室内の現像剤を攪拌搬送する搬送部材を備え前記循環経路にて現像剤を循環させる循環手段と、を有する現像装置において、前記搬送部材は現像剤の搬送能力の大きい第1の搬送部と搬送能力の小さい第2の搬送部を有し、前記排出口を前記第2搬送部に対向して設けたことを特徴とする現像装置。 (1) A developer container containing a developer containing toner and a carrier and constituting a developer circulation path and partitioned into a developing chamber and a stirring chamber, and carrying the developer in the developing chamber and transporting it to the developing unit A developer carrying member, a discharge port for discharging surplus developer accompanying developer replenishment from the stirring chamber, and a transport member for stirring and transporting the developer in the stirring chamber, and circulating the developer in the circulation path. A developing device having a circulation means, wherein the conveying member includes a first conveying unit having a large developer conveying capability and a second conveying unit having a small conveying capability, and the discharge port is provided in the second conveying unit. A developing device provided to face each other.
(2)前記第1搬送部は前記攪拌室の循環方向へ現像剤を搬送し、前記第2搬送部は前記攪拌室の循環方向とは逆向きに現像剤を搬送する構成とされ、前記第2の搬送部並びに前記排出口を前記攪拌室から前記現像室への現像剤連通領域内に設けたことを特徴とする(1)の現像装置。 (2) The first transport unit transports the developer in the circulation direction of the stirring chamber, and the second transport unit is configured to transport the developer in a direction opposite to the circulation direction of the stirring chamber. (2) The developing device according to (1), wherein the transport unit and the discharge port are provided in a developer communication area from the stirring chamber to the developing chamber.
(3)前記搬送部材は前記第1の搬送部よりも前記第2の搬送部のスクリューピッチが小さいスクリュー部材とされることを特徴とする(1)又は(2)の現像装置。 (3) The developing device according to (1) or (2), wherein the conveying member is a screw member having a screw pitch of the second conveying unit smaller than that of the first conveying unit.
(4)前記現像装置の回転に伴って前記排出口から現像剤が漏れ出すのを防止する開閉弁を有し、前記現像装置が現像位置にあるとき前記開閉弁の開閉支点が上側となるように設けたことを特徴とする(1)乃至(3)のいずれかの現像装置。 (4) having an on-off valve that prevents the developer from leaking out of the discharge port as the developing device rotates, so that the on-off fulcrum of the on-off valve is on the upper side when the developing device is in the developing position. The developing device according to any one of (1) to (3).
上記(1)、(2)、(3)の発明によれば、現像剤の総量に応じて、余剰分の現像剤を安定して排出できる。常に現像容器内の現像剤の量は適正に保たれ、不良画像、駆動トルクアップなどの問題を回避できる。すなわち、現像容器内から劣化現像剤を常に適正量だけ排出することができるので、一定の帯電性能を安定して維持でき、高画質が維持できる。 According to the above inventions (1), (2), and (3), it is possible to stably discharge the excess developer according to the total amount of the developer. The amount of developer in the developing container is always kept appropriate, and problems such as defective images and increased driving torque can be avoided. In other words, since the deteriorated developer can always be discharged from the developing container by an appropriate amount, a constant charging performance can be stably maintained, and high image quality can be maintained.
また、(4)の発明によれば、現像ロータリー式の現像装置や画像形成装置においても余剰現像剤を安定して排出することが可能で、常に現像容器内の現像剤の量は適正に保たれ、不良画像、駆動トルクアップなどの問題を回避できる。すなわち、現像ロータリ式の現像装置で現像剤排出口に弁が設けられている場合でも、同様に劣化現像剤を適正量だけ排出することができるので、一定の帯電性能を安定して維持でき、高画質が維持できる。 Further, according to the invention of (4), it is possible to stably discharge excess developer even in a developing rotary type developing device and image forming apparatus, and the amount of developer in the developing container is always kept appropriately. Problems such as sagging, defective images, and driving torque can be avoided. That is, even in the case where a valve is provided at the developer discharge port in the development rotary type developing device, the deteriorated developer can be discharged in an appropriate amount in the same manner, so that a constant charging performance can be stably maintained, High image quality can be maintained.
(1)画像形成装置例
図1は本実施例における画像形成装置の概略構成模型図である。本例の画像形成装置Uは、転写式電子写真プロセス利用、レーザー走査露光方式の複写機である。この複写機Uには、上面部に原稿載置台21が設けられ、この原稿載置台の下に露光光学系22が配設されている。原稿載置台21上に画像面下向きで原稿を載置セットし、コピーボタンを押すと、露光光学系22が原稿載置台21上に載置セットされた原稿の下向き画像面を光電読み取り処理する。
(1) Example of Image Forming Apparatus FIG. 1 is a schematic configuration model diagram of an image forming apparatus in this embodiment. The image forming apparatus U of this example is a copying machine using a transfer type electrophotographic process and a laser scanning exposure method. In this copying machine U, a document placing table 21 is provided on the upper surface, and an exposure
Dは像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体である。この感光体Dの外周には、その表面を所定電位に帯電させる帯電器24、感光体Dの表面に形成された静電潜像を現像する現像装置1、感光体Dの表面のトナー像を用紙に転写させる転写帯電器26、感光体表面の残留トナーを回収するクリーニング装置27が設けられている。
D is a rotating drum type electrophotographic photosensitive member as an image carrier. On the outer periphery of the photosensitive member D, a charger 24 for charging the surface thereof to a predetermined potential, a developing device 1 for developing an electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive member D, and a toner image on the surface of the photosensitive member D.
また、感光体Dに対する入紙側には、用紙を所定のタイミングで供給するタイミングローラ対28、搬送ローラ対29・30、第1と第2の給紙カセット31A・31Bおよび給紙ローラ32A・32Bが設けられている。一方、感光体Dに対する出紙側には、用紙上に転写されたトナー像を用紙に定着させる定着装置33が設けられている。
Further, on the paper entering side with respect to the photosensitive member D, a pair of timing
まず、回転駆動された感光体Dの表面が帯電器24により一様帯電され、ついで露光装置としてのレーザースキャナー25からのレーザー光25aで走査露光されることにより、感光体Dの表面上に静電潜像が形成され、この潜像が現像装置1によって現像されることにより、感光体Dにトナー画像が形成される。レーザースキャナー25は露光光学系22で光電読み取りした原稿画像の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザー光25aを出力して感光体D面に原稿画像に対応した静電潜像を書込み形成する。
First, the surface of the photoconductor D that has been rotationally driven is uniformly charged by a charger 24, and then scanned and exposed with a
一方、第1または第2の給紙カセット31Aまたは31Bから給紙ローラ32Aまたは32Bにより記録紙Pが1枚分離給紙され、搬送ローラ対30・29、タイミングローラ対28を経由して、感光体Dと転写帯電器26との間の転写部に所定のタイミングで導入され、転写帯電器26に印加した転写バイアスにより感光体D上のトナー像が記録紙P上に順次に転写されていく。トナー像が転写された記録紙Pは定着装置33に送られ、そこで加圧および加熱によりトナー像が定着され、永久画像にされて、排紙トレイ34上に排出される。
On the other hand, one sheet of recording paper P is separated and fed from the first or second
また、記録紙Pに対するトナー像転写後に感光体D上に残留したトナーは、クリーニング装置27により除去され、つぎの画像形成に備える。
Further, the toner remaining on the photoreceptor D after the transfer of the toner image to the recording paper P is removed by the
(2)現像装置1
図2は図1の現像装置部分の拡大模型図、図3は該現像装置の現像容器部分の縦断平面図である。この現像装置1は前述した図7〜図10の現像装置1と同様にトリックル現像システムを採用している現像装置であり、大方の装置構成は図7〜図10の現像装置1と同様であるから共通の構成部材部分には同じ符号を付して再度の説明を省略する。
(2) Developing device 1
2 is an enlarged model view of the developing device portion of FIG. 1, and FIG. 3 is a longitudinal plan view of the developing container portion of the developing device. This developing device 1 is a developing device that employs a trickle developing system in the same manner as the developing device 1 of FIGS. 7 to 10 described above, and most of the device configuration is the same as the developing device 1 of FIGS. 7 to 10. Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
現像容器2に収容する2成分現像剤の非磁性トナーと磁性キャリアの混合比は例えば重量比で1:9程度である。この比は、トナーの帯電量、キャリアの粒径、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ならないものではない。
The mixing ratio of the non-magnetic toner and the magnetic carrier of the two-component developer contained in the developing
現像容器2は、感光体Dに対向した現像領域の部分が開口しており、この開口部2bに一部露出するようにして、内部にマグネット(円筒状表面に複数の磁極を有する磁石ロール)5aが非回転に配置された現像剤担持体としての現像スリーブ(現像ロール)5が回転可能に設置されている。現像スリーブ5は非磁性材料で形成され、現像動作時には図2の矢印方向に回転し、現像容器2内の2成分現像剤Tを保持してブレード12で所定の厚みに規制して、現像領域に搬送し、現像領域で感光体Dに現像剤を供給して、感光体D上に形成されている静電潜像を現像する。現像スリーブ5には所定の現像バイアスが印下される。潜像を現像した後の現像剤は、現像スリーブ5の回転にしたがって現像容器2内に回収される。
The developing
現像容器2内には、第1の現像剤搬送部材としてのスクリュー部材3(現像スリーブ5に近い側)と、第2の現像剤搬送部材としてのスクリュー部材4(現像スリーブ5から遠い側)が平行に設置されている。この第1と第2のスクリュー部材3・4は図3のようにその奥側の軸端にそれぞれギアG1とG2を固着して該両ギアG1・G2を噛合させてあり、ギアG1またはG2に不図示のドライブギアから回転力が伝達されることで第1と第2のスクリュー部材3・4が連動して回転駆動される。第1と第2のスクリュー部材3・4は図2に示した矢印の方向に回転する。
In the developing
そして、これら第1と第2のスクリュー部材3・4の回転により現像容器2内の現像剤Tが攪拌混合されながら、第1のスクリュー部材3により図3の矢印の第一の方向に搬送され、第2のスクリュー部材4により上記第一の方向とは逆方向の図3の矢印の第二の方向に搬送されて現像容器2内を図3において破線示の循環経路にて搬送、循環される。
Then, the developer T in the developing
第1と第2のスクリュー部材3・4の間には隔壁13が設けられており、現像剤Tの循環が第1と第2のスクリュー部材3・4間でスムーズに行なわれるように、該隔壁13の奥側と手前側とに現像剤受け渡し用の開口部14・15が設けられている。隔壁13に隔てられ、第1のスクリュー部材3と、第2のスクリュー部材4が現像剤を攪拌する領域をそれぞれ現像室(第1現像剤攪拌領域)16、攪拌室(第2現像剤攪拌領域)17と呼ぶ。
A
高濃度2成分現像剤補給装置6は、補給用の高濃度2成分現像剤を収容した現像剤ボトル6aを着脱可能に装着する現像剤ボトル装着部と、現像剤ボトル6a内にある攪拌部材(不図示)を駆動して現像剤ボトル6a内の高濃度2成分現像剤を逐次に現像容器2に設けた補給口18から現像容器2内に補給する補給機構部6bとからなる。
The high-concentration two-component
補給口18は図3の2点鎖線示のように第2のスクリュー部材4の上部で、しかも攪拌室17の現像剤流れの上流側に位置し、補給された現像剤は攪拌室17内に落下して供給され攪拌されてから、開口部15を通過して現像室16内に搬送される。
The
高濃度2成分現像剤補給装置6から現像容器2内への新しい現像剤の補給は前述したと同様に、現像容器2内の2成分現像剤Tのトナー消費に伴うトナー濃度低下が不図示の検知手段で検知され、トナー濃度が基準濃度よりも低下すると高濃度2成分現像剤補給装置6からトナー濃度を高くした2成分現像剤(トナー+キャリア)が現像容器2内に供給される。この補給によりトナー濃度の上昇が検知手段で検知され、トナー濃度が基準濃度に回復するまで高濃度2成分現像剤補給装置6から現像容器2内への高濃度2成分現像剤の補給がなされる。これにより現像容器2内の現像剤Tはそのトナー濃度が基準濃度範囲内に維持される。
The supply of new developer from the high-concentration two-component
上記の現像剤補給に伴う現像容器2内の余剰現像剤の排除は前述したように現像剤排出口(現像剤回収口)7からのオーバーフローでなされる。現像剤排出口7は攪拌室17の現像剤の搬送下流側で、現像スリーブ5から遠い側の現像容器の壁に設けられており、この現像剤排出口7から余剰な現像剤は現像容器外にオーバーフローして廃現像剤貯留容器(回収容器)8に回収される。
Excess developer in the
図4(a)のように第2のスクリュー部材4の下流部にはスクリューの向きが逆である返しのスクリュー羽根部分c(図4)があり、この領域での現像剤の流れを反転させて、軸受け9と第2のスクリュー部材4の軸部aの間に侵入しようとする現像剤を、攪拌室17から現像室への現像剤連通領域(開口部15)へ戻そうとする役目を果たす。従って、現像剤の流れは2つの矢印AとBの向きになり、スクリュー羽根部分bとスクリュー羽根部分cの向きが変わる変化点での現像剤の量は多くなるが、図4において紙面に垂直な方向に現像剤を掻き出す羽根dが図3に示した開口部15方向にこの領域で増加した現像剤を運ぶ。その際、羽根dの端面と現像剤下流方向の現像容器の壁との間の距離mは、開口部15の幅、すなわち隔壁13と現像剤下流方向の現像容器の壁2aとの間の距離n(図3)より小さいことのが好ましい。
As shown in FIG. 4A, a downstream screw blade portion c (FIG. 4) in which the direction of the screw is reversed is provided at the downstream portion of the
第2のスクリュー部材4のスクリュー羽根部分bとcの上部の高さは現像剤排出口7の下端より低く、現像容器2内の現像剤の量が所定の量の範囲内にある場合は図4(a)にあるように現像剤排出口7に現像剤面が届かず現像剤の排出は行われない。スクリュー部材4のスクリュー羽根はピッチLのらせん形状をしていて、1回転するとL間隔の羽根の間にある現像剤はLだけ運ばれる。羽根の最高点、すなわち現像剤表面に最も近い羽根の上部が山のように凸形状になり、その凸と凸の中間部は凹形状になる。凸間のピッチもLになって、そのピッチで剤面は波状に凹凸形状になる。図4(b)は図4(a)の状態から1/2×L分の距離だけ現像剤が運ばれた状態図で、凹凸の形状も1/2×L分の距離だけ運ばれる。
The height of the upper portions of the screw blade portions b and c of the
図4の(a)や(b)のように現像剤面が現像剤排出口7の下端を超えない場合は、現像剤を現像剤排出口7から排出されないが、図4(c)のように、現像剤の総量が増加して剤面の高さが上昇し、現像剤排出口7の最下点に剤の波の凸部が到達して、現像剤排出口7から排出される。スクリュー部材4が回転すると現像剤の凸部が順じ現像剤排出口7に到達するので、その度に排出されて、最終的には現像剤面が適正な位置まで低下して、現像剤の量が適正量に安定的に維持される状態に落ち着く。
When the developer surface does not exceed the lower end of the
しかしながら、本現像装置が装備された複写機などでは、給紙などの動作をともなっているので、その給紙動作などによって生じる振動や衝撃が現像装置に伝わって、剤の山が崩される現象が起きる。図4(c)では、現像剤の凸部が現像剤排出口7の近傍に位置する状態での図である。このままスクリュー部材4が回転して、現像剤の凸形状が矢印方向に進めばちょうど現像剤の山Taが排出口7の真中の位置にでき、排出口7から現像剤を排出できるはずであるが、図4(c)の状態で振動や衝撃が与えられて凸形状Taが崩れて図4(d)の状態Tbになると、排出される予定であった図4(c)でいう所の現像剤の凸形状Taが図4(d)の状態Tbのように均されて、スクリュー部材4を回転しても現像剤排出口7に入らなくなる。
However, since a copying machine equipped with this developing device is accompanied by operations such as paper feeding, vibrations and shocks caused by the paper feeding operation etc. are transmitted to the developing device, causing a phenomenon that the pile of the agent is destroyed. Get up. FIG. 4C is a diagram in a state where the convex portion of the developer is positioned in the vicinity of the
そこで、本実施例では以下のような構成によって、振動、衝撃の影響を受けずに余剰な現像剤を確実に現像剤排出口7に排出するものである。
Therefore, in this embodiment, the following configuration is used to reliably discharge excess developer to the
図5(a)では、第2のスクリュー部材4の返しのスクリュー羽根部分cのピッチが、それの上流側に設けられ現像剤を順方向に搬送するスクリュー羽根部分bの1/3の長さになっているので、スクリュー部材4が1回転したときの返しのスクリュー羽根部分cでの現像剤搬送量は、それ以外のスクリュー羽根部分bの1/3になる。すなわち、スクリュー羽根部分bとスクリュー羽根部分cは、それぞれ攪拌室17における搬送部材としての第2のスクリュー部材4の、現像剤の搬送能力の大きい第1の搬送部と、搬送能力の小さい第2の搬送部に対応している。であるから、返しのスクリュー羽根部分cの現像剤面の凹凸の高低差は、それ以外のスクリュー羽根部分bの1/3になり、ほとんど平らな状態になる。しかし、凸部がなくなり現像剤排出口7からの排出量が減少することになるので、その場合には図5(b)のように現像剤排出口7の高さを低くするように調節し、適正な排出量を確保できるようにするべきである。
In FIG. 5A, the pitch of the return screw blade portion c of the
このように、返しのスクリュー羽根部分cのピッチを小さくすると、現像装置1に振動や衝撃が伝わって図5(b)の現像剤面の凸部Taが図5(c)の状態Tbのように崩れても、現像剤面の凹凸の高低差が小さいので、現像剤排出口7から排出する現像剤量のバラツキは小さくなり、図5(c)の状態Tbにおいても余剰現像剤の排出量は安定するというメリットが生まれるのである。
As described above, when the pitch of the returning screw blade portion c is reduced, vibration and impact are transmitted to the developing device 1 so that the convex portion Ta of the developer surface in FIG. 5B is in a state Tb in FIG. 5C. Even if it collapses, the difference in level of the unevenness of the developer surface is small, so the variation in the amount of developer discharged from the
さらに、現像剤排出口7を返しのスクリュー羽根部分cとそれ以外のスクリュー羽根部分bの変化点に対向するような位置に配置すると図5(d)のようになり、現像剤面の高低差の大きい領域に排出口7が対向して存在することになるので、図5(c)のように、現像剤排出口7がスクリューの向きが反転する変化点から返しのスクリュー羽根部cのある領域内に配置されるべきである。そして、現像剤排出口7は開口部15と対向する領域内に設けるのが好ましい。
Further, when the
前述した図9のように、複数の現像装置1(Y・M・C・Bk)を回転体54aに保持させた現像ロータリー式のカラープリンターでは、現像装置が回転するので回転している間に現像剤が現像剤排出口7から排出されるのを防止するために弁を設けている。図6は、現像ロータリー式の現像装置が感光体Dを現像する位置(以下では現像位置と呼ぶ)にある時の主要断面図である。弁10には回動するための支点11があり、その支点11は現像装置の上方にあり、弁10は現像装置が現像位置に無いときは弁10の自重で排出口7は塞がれる。現像位置にあるときに、第2の現像剤搬送部材としてのスクリュー部材4の回転方向が弁10を開く方向に現像剤を運び、弁10全体が現像剤の移動によって開く方向に回動する。従って、現像剤の量が所定量より増加すると、スクリュー部材4の回転で弁10が開き、現像剤排出口7から余剰現像剤が弁10に障害されることなく排出される。
In the developing rotary type color printer in which the developing devices 1 (Y, M, C, and Bk) are held on the
[その他]
1)現像容器2に対する新しい2成分現像剤の逐次補給に関して、上記の実施例では予めトナー分を多く配合したトナーとキャリアの混合からなる高濃度2成分現像剤を、現像容器内の2成分現像剤のトナー濃度低下に伴うトナー濃度補正動作毎に高濃度2成分現像剤補給装置6から補給するようにしているが、現像容器2に対してトナーとキャリアとを別々に補給するトナー補給装置とキャリア補給装置を具備させ、その両補給装置を連携的に制御することで現像容器内の2成分現像剤のトナー濃度の維持と、現像剤のオートリフレッシュを実行させるようにすることもできる。本発明においてこの形態も、現像容器内に新しい2成分現像剤を補給する現像剤補給手段の範疇である。
[Others]
1) Regarding the sequential replenishment of a new two-component developer to the developing
2)攪拌室17における搬送部材としての第2のスクリュー部材4の、現像剤の搬送能力の大きい第1の搬送部bと、搬送能力の小さい第2の搬送部cにおいて、搬送能力の小さい第2の搬送部cは返しのスクリュー羽根部分の形態にしなくてもよく、第1の搬送部bのスクリュー羽根部分と同じ向きのスクリュー羽根とし、スクリューピッチを第1の搬送部bのスクリュー羽根部分より小さくして現像材搬送能力を小さくした形態にすることもできる。また搬送部材3・4はスクリュー部材に限られるものではない。
2) The
3)画像形成装置の作像原理・プロセスは実施例の転写タイプの電子写真方式に限られないことは勿論である。感光紙を用いた直接タイプの電子写真方式であってもよいし、像担持体として誘電体を用いた転写タイプまたは直接タイプの静電記録方式であってもよい。 3) Of course, the image forming principle and process of the image forming apparatus are not limited to the transfer type electrophotographic system of the embodiment. A direct type electrophotographic system using photosensitive paper may be used, or a transfer type or direct type electrostatic recording system using a dielectric as an image carrier may be used.
また、像端時体として電子写真感光体や静電記録誘電体を回動ベルト型にし、これに潜像形成、現像により所要の画像情報のトナー像を形成させ、そのトナー像形成部を閲読表示部に位置させて画像表示させる画像表示装置もある。本発明の画像形成装置にはこのような画像表示装置も含まれる。 In addition, an electrophotographic photosensitive member or an electrostatic recording dielectric is used as a rotating belt type as an image end body, and a toner image of required image information is formed on this by forming and developing a latent image, and the toner image forming portion is read. There is also an image display device that displays an image positioned on a display unit. Such an image display device is also included in the image forming apparatus of the present invention.
以上、本発明の様々な実施例と変形態様例が示され説明されたが、当業者であれば、本発明の趣旨と範囲は本明細書内の特定の説明と図に限定されるのではなく、本願特許請求の範囲に全て述べられた様々の修正と変更に及ぶことが理解されるであろう。 Although various embodiments and modified embodiments of the present invention have been shown and described above, those skilled in the art should not limit the spirit and scope of the present invention to the specific description and drawings in this specification. Rather, it will be understood that the invention extends to various modifications and changes, which are all set forth in the appended claims.
1:現像装置、2:現像容器、T:2成分現像剤、Ta:現像剤面の凸、Tb:現像剤面の平面、3:第1現像剤攪拌搬送スクリュー、4:第2現像剤攪拌搬送スクリュー、c:返しのスクリュー羽根部分、5:現像スリーブ、5a:マグネット、6a:現像剤補給装置、6a:現像剤ボトル、7:現像剤回収口、8:回収容器、9:軸受け、10:弁、11:支点、12:ブレード、13:隔壁、14・15:開口部、16:現像室、17:攪拌室、18:トナー補給口、21:原稿載置台、22:露光光学系、D:感光体、24:帯電器、25:露光装置、26:転写帯電器、27:クリーニング装置、28:タイミングローラ対、29−30:搬送ローラ対、31A・31B:給紙カセット、32A・32B:給紙ローラ、33:定着装置、54a:回転体 1: developing device, 2: developing container, T: two-component developer, Ta: convex surface of developer, Tb: flat surface of developer surface, 3: first developer agitating and conveying screw, 4: second developer agitating Conveying screw, c: return screw blade part, 5: developing sleeve, 5a: magnet, 6a: developer supply device, 6a: developer bottle, 7: developer recovery port, 8: recovery container, 9: bearing, 10 : Valve, 11: fulcrum, 12: blade, 13: partition, 14/15: opening, 16: developing chamber, 17: stirring chamber, 18: toner supply port, 21: document mounting table, 22: exposure optical system, D: photoreceptor, 24: charger, 25: exposure device, 26: transfer charger, 27: cleaning device, 28: timing roller pair, 29-30: transport roller pair, 31A / 31B: paper feed cassette, 32A / 32B: paper feed roller, 33: fixing Location, 54a: rotating body
Claims (4)
前記搬送部材は現像剤の搬送能力の大きい第1の搬送部と搬送能力の小さい第2の搬送部を有し、前記排出口を前記第2搬送部に対向して設けたことを特徴とする現像装置。 A developer container containing a developer containing toner and a carrier and constituting a developer circulation path and partitioned into a developing chamber and a stirring chamber, and a developer carrying the developer in the developing chamber and carrying the developer to the developing unit A circulating member that circulates the developer in the circulation path, comprising: a carrier; a discharge port that discharges excess developer accompanying developer replenishment from the agitation chamber; and a conveying member that agitates and conveys the developer in the agitation chamber; In a developing device having
The transport member includes a first transport unit having a large developer transport capability and a second transport unit having a small transport capability, and the discharge port is provided to face the second transport unit. Development device.
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