JP2005308906A - Image forming apparatus and developing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置における現像装置に係り、特に、回転可能に構成した円筒状のロータリー型ラックに、現像ローラと供給ローラとを配した現像器、及びトナーコンテナとを使用する色数分支持させ、各現像ローラを像担持体に順次対面させるようにしたロータリー型の画像形成装置における現像装置に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a developing device in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a composite machine using an electrophotographic method, and more particularly, to a cylindrical rotary rack configured to be rotatable, a developing roller, The present invention relates to a developing device in a rotary type image forming apparatus in which a developing device provided with a supply roller and a toner container are supported for the number of colors to be used, and each developing roller is sequentially opposed to an image carrier.
電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置において使用される現像装置は、現像剤にトナーとキャリアとを使用した2成分現像方式、キャリアを使用せずにトナーのみを使用した1成分現像方式のものが知られている。 A developing device used in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a composite machine using an electrophotographic method does not use a two-component developing method in which a toner and a carrier are used as a developer. A one-component developing system using only toner is known.
1成分現像方式の現像装置においては、装置本体内に収容されたトナーを供給ローラにより現像ローラ表面に送り込み、この現像ローラに規制部材を圧接させてトナー量を規制すると共に摩擦帯電させ、現像ローラを回転させてトナーを像担持体と対面する現像領域に導いて像担持体上に形成された静電潜像を現像し、現像ローラ表面に残ったトナーは供給ローラによって現像ローラ表面から離脱させると共に新たなトナーを現像ローラに供給するようにしている。 In a one-component developing type developing device, toner contained in the main body of the device is fed to the surface of the developing roller by a supply roller, and a regulating member is pressed against the developing roller to regulate the amount of toner and frictionally charge the developing roller. To rotate the toner to the developing area facing the image carrier to develop the electrostatic latent image formed on the image carrier, and the toner remaining on the surface of the developing roller is separated from the surface of the developing roller by the supply roller. At the same time, new toner is supplied to the developing roller.
しかしながら、現像ローラ表面に規制部材を圧接させて現像ローラによって搬送されるトナー量を規制するようにした場合、粒径の大きなトナーが現像ローラから離脱されて粒径の小さなトナーが先に現像に使用されるようになり、また現像後の現像ローラ上に残っているトナーを離脱させる場合においても、粒径の大きなトナーが現像ローラから離脱されるようになり、次第に現像装置内に粒径の大きなトナーの割合が増加し、形成される画像の画質が低下するという問題があった。 However, when the regulating member is pressed against the surface of the developing roller to regulate the amount of toner conveyed by the developing roller, the toner having a large particle size is separated from the developing roller and the toner having the small particle size is first developed. Even when the toner remaining on the developing roller after development is released, the toner having a large particle size is released from the developing roller, and the particle size gradually increases in the developing device. There is a problem that the ratio of large toner increases and the image quality of the formed image decreases.
そのため、現像装置における供給ローラや現像ローラを配した現像器部とトナー収容部との間に仕切を設けて分離したり、現像器とトナーを収容したトナーコンテナを分離し、仕切や現像器とトナーコンテナとが接する位置に開口部を設け、現像ローラから離脱したトナーがトナー収容部やトナーコンテナに戻らないようにした現像装置が用いられている。 Therefore, a partition is provided between the developing unit provided with the supply roller and the developing roller in the developing device and the toner storage unit, or the developer container and the toner container storing the toner are separated. A developing device is used in which an opening is provided at a position where the toner container comes into contact with the toner container so that the toner separated from the developing roller does not return to the toner container or the toner container.
一方、カラー画像形成装置においては、このような1成分現像剤を用いたカラー画像形成装置で使用する色数分の現像装置を回転可能に構成した円筒状のロータリー型ラックに支持させ、それぞれの色に対応した現像器の現像ローラを、像担持体に順次対面させるようにしたロータリー型の現像装置が用いられるようになっている。 On the other hand, in a color image forming apparatus, a developing device for the number of colors used in such a color image forming apparatus using a one-component developer is supported by a cylindrical rotary rack configured to be rotatable, and A rotary type developing device is used in which the developing roller of the developing unit corresponding to the color is made to sequentially face the image carrier.
こういったロータリー型の現像装置において1成分現像方式を用いると、キャリアを代える必要がないので、感光体(像担持体)に対向して潜像を現像する現像ローラや、現像ローラにトナーを供給するための供給ローラや供給羽根、トナーを所定の荷電量にまで帯電させる規制ブレードなどの構成部材と、消耗品であるトナーを一体の現像カートリッジに収容し、トナーが無くなった場合は現像トナーカートリッジそのものを交換する手段が採られ、こういった方法によればメンテナンス性が良くなるという利点がある。 When a one-component development method is used in such a rotary type developing device, there is no need to change the carrier, so that a developing roller that develops a latent image facing the photosensitive member (image carrier) or toner is applied to the developing roller. Constituent members such as supply rollers, supply blades for supply, and regulation blades that charge the toner to a predetermined charge amount, and consumable toner are contained in an integrated development cartridge. When the toner runs out, the development toner Means for exchanging the cartridge itself is adopted, and this method has an advantage that the maintainability is improved.
しかしながらこの方法では、現像器における現像ローラや、現像ローラにトナーを供給するための供給ローラや供給羽根、トナーを所定の荷電量にまで帯電させる規制ブレードなどの構成部材がまだ使える状態でもトナーがなくなれば交換せねばならず、ユーザーから見れば必要がないものまで交換することになって費用が嵩んでしまう。すなわち、ユーザーに対して余計な費用負担を強いることになり、さらには現像カートリッジの回収・廃棄・リサイクルにおいても余分な工数を発生させ、環境保護の観点からも必ずしも優れた方法であるとは言い難い。 However, in this method, the toner can be used even when the developing roller in the developing unit, the supply roller for supplying the toner to the developing roller, the supply blade, and the regulating blade for charging the toner to a predetermined charge amount are still usable. If it disappears, it will have to be replaced | exchanged, and it will be expensive to replace even if it is unnecessary from a user's viewpoint. In other words, it imposes an extra cost burden on the user, and also generates extra man-hours in the collection, disposal, and recycling of the developer cartridge, and is not necessarily an excellent method from the viewpoint of environmental protection. hard.
また、ロータリー型現像装置においては、せっかく仕切を設けたり現像器とトナーコンテナを分離しても、ロータリーラックが回転することによって現像器とトナー収容部の上下関係が変化してトナー供給過剰が起き、カブリが発生したり、現像器部の粒径の大きなトナーがトナー収容部やトナーコンテナに戻されてしまい、仕切り部材を設けたり現像器とトナーコンテナを分離した効果がなくなって、粒径の小さなトナーだけが先に現像に使用されて粒径の大きなトナーが残り、次第に形成される画像の画質が低下するという問題が依然として存在した。 Further, in the rotary type developing device, even if a partition is provided or the developing device and the toner container are separated, the rotary rack rotates to change the vertical relationship between the developing device and the toner container, resulting in excessive toner supply. , Fogging occurs, toner having a large particle size in the developing unit is returned to the toner container or toner container, and the effect of separating the developing unit and the toner container is lost. There remains a problem that only a small toner is used for development first, and a toner having a large particle size remains, and the image quality of the formed image gradually deteriorates.
また、これとは逆に現像装置を回転させているとき、部分的にトナーが滞留して使われもせず、排出もされないトナーが存在し、トナーコンテナが空になって新しいトナーを収容したトナーコンテナと交換したとき、新しいトナーと外添剤のトナーへの付着状態が変わった劣化したトナーが混ざって荷電不良が生じて画質が低下するという問題も生じる。 On the other hand, when the developing device is rotated, there is a toner that is partially accumulated and not used and is not discharged, and the toner container is empty and contains a new toner. When the container is replaced, new toner and deteriorated toner whose adhesion state of the external additive has changed are mixed, resulting in a problem that charging failure occurs and image quality is lowered.
こういった問題に対処するため特許文献1には、回転型現像装置における軸方向で、現像器構成部材の外側にロータリーと一体回転するトナーコンテナを配し、トナーコンテナだけを交換できるようにすると共に、軸方向の搬送部材によって必要な分のトナーだけを現像器に送り込むようにした現像装置が示されている。また特許文献2にはロータリー型現像装置において、トナーコンテナを現像器に隣接させて交換可能に配置し、補給口を介してトナーコンテナから現像器へスクリューなどの搬送部材を用いて補給するようにすると共に、ロータリーの回転に伴って現像器にトナーが過補給になるのを防止するため、現像器からトナーコンテナへトナーが搬送されるように構成した現像装置が示されている。
In order to cope with these problems, Patent Document 1 discloses that a toner container that rotates integrally with the rotary is arranged outside the developing unit constituent member in the axial direction of the rotary developing device so that only the toner container can be replaced. In addition, there is shown a developing device in which only a necessary amount of toner is fed into a developing device by an axial conveying member. Further, in
しかしながら、特許文献1に示された現像装置は、必要な分のトナーだけを現像器に供給できると共にトナーコンテナだけを交換できるが、軸方向の搬送部材が必要であると共にトナーコンテナ分だけロータリー軸方向が長くなって現像器が小型化できず、結果として機械そのものが大きくなり、また、現像器のトナー量を検知する手段を必要として駆動手段も含めると安価な構成であるとは言い難い。 However, the developing device disclosed in Patent Document 1 can supply only a necessary amount of toner to the developing device and can replace only the toner container. However, an axial conveying member is necessary and a rotary shaft corresponding to the toner container is required. When the direction becomes longer, the developing unit cannot be reduced in size, and as a result, the machine itself becomes larger, and it is difficult to say that the construction is inexpensive if a means for detecting the toner amount of the developing unit is required and a driving unit is included.
また特許文献2に示された現像装置は、軸方向の長さは短くできるが搬送部材を有するのでロータリー径が大きくなり、さらに軸方向にトナーを供給するため、現像ムラの対策が必要である。
Further, the developing device disclosed in
そのため本発明では、トナーコンテナを現像器とは別個に交換可能に構成したロータリー型現像装置において、ロータリーラックの回転によっても供給過剰や供給不足を起こさず、補給用の新しいトナーと現像器内のトナーとが混じり合わずに必要な時期にのみ新トナーが現像器に供給され、かつ、劣化トナーをトナーコンテナ交換時に排出でき、しかも、小型に構成できるロータリー型の画像形成装置における現像装置を提供することが課題である。 Therefore, according to the present invention, in the rotary type developing apparatus in which the toner container can be replaced separately from the developing unit, the supply of new toner for replenishment and the inside of the developing unit is not caused by the rotation of the rotary rack. Provided a developing device in a rotary type image forming apparatus that can supply a new toner to a developing device only when necessary without being mixed with toner, and can discharge a deteriorated toner when replacing a toner container, and can be made compact. It is a problem to do.
上記課題を解決するため本発明においては、
潜像を担持する像担持体と、該像担持体上の潜像を現像する現像ローラ及び該現像ローラへトナーを運ぶ供給ローラとを有して回転可能に構成した円筒状のロータリー型ラックに固定され、該ロータリー型ラックの回転により、前記現像ローラが順次前記像担持体に対面する位置に運ばれる複数の現像器と、該各現像器に隣接されて前記ロータリー型ラックまたは前記現像器に着脱可能に支持されたトナーコンテナとからなるロータリー型の画像形成装置における現像装置において、
前記トナーコンテナと現像器とは互いが接する位置にトナーコンテナと現像器間でトナーを移動させる開口部と、該開口部のそれぞれに、常時は閉方向に付勢される手段を有して開閉方向にスライド可能に構成され、前記ロータリー型ラックの回転に連動して開閉するシャッタを設けたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, in the present invention,
A cylindrical rotary rack having an image carrier that carries a latent image, a developing roller that develops the latent image on the image carrier, and a supply roller that carries toner to the developing roller, and is configured to be rotatable. A plurality of developing units that are fixedly moved by the rotation of the rotary type rack to sequentially move the developing roller to a position facing the image carrier, and the rotary type rack or the developing unit adjacent to the developing units; In a developing device in a rotary type image forming apparatus comprising a toner container detachably supported,
The toner container and the developing unit are opened and closed with an opening for moving the toner between the toner container and the developing unit at a position where the toner container and the developing unit are in contact with each other, and a means that is normally urged in the closing direction. The shutter is configured to be slidable in the direction and is opened and closed in conjunction with the rotation of the rotary rack.
そして、前記トナーコンテナと現像器における開口部の中心は、前記現像器における現像ローラが前記像担持体と対面する位置において、前記供給ローラの軸線より少なくとも同一高さか下となる位置にあることを特徴とする。 The center of the opening in the toner container and the developing unit is at a position at least equal to or lower than the axis of the supply roller at a position where the developing roller in the developing unit faces the image carrier. Features.
さらに、前記シャッタを、前記トナーコンテナから現像器へトナーが移動するトナー供給角度位置と前記現像器からトナーコンテナへトナーが移動するトナー排出角度位置で強制開放させる手段を設けたことを特徴とする。 The shutter may be forcibly opened at a toner supply angle position where the toner moves from the toner container to the developing device and a toner discharge angle position where the toner moves from the developing device to the toner container. .
そして、前記トナー供給角度位置において前記シャッタを強制開放させる手段は、画像形成装置本体側に前記シャッタを開く角度位置から閉じる角度位置までの間の円周方向に設けられた凸部と、前記シャッタの端部に設けられ、前記凸部に当接して前記付勢手段に抗して前記シャッタを開方向にスライドさせる機構であることを特徴とする。 The means for forcibly opening the shutter at the toner supply angle position includes a convex portion provided on the image forming apparatus main body side in a circumferential direction from an angle position at which the shutter is opened to an angle position at which the shutter is closed, and the shutter. And a mechanism for sliding the shutter in the opening direction against the urging means by contacting the convex portion.
さらに、前記トナー排出角度位置において前記トナーコンテナと現像器における前記シャッタを強制開放させる手段は、画像形成装置本体側のトナー排出角度位置に設けられ、前記トナー排出時に突出するよう構成したストッパと、前記シャッタの端部に設けられ、前記ストッパに当接して前記付勢手段に抗し、前記シャッタを開方向にスライドさせる機構であることを特徴とする。 Further, a means for forcibly opening the shutter in the toner container and the developing device at the toner discharge angle position is provided at a toner discharge angle position on the image forming apparatus main body side, and is configured to protrude when the toner is discharged; It is a mechanism that is provided at an end of the shutter and that slides the shutter in the opening direction against the urging means by contacting the stopper.
このように、ロータリー型ラックに現像器を固定すると共にトナーコンテナを着脱可能に支持させてトナーコンテナと現像器とが互いが接する位置に、トナーコンテナと現像器間でトナーを移動させる開口部を設け、かつ、該開口部のそれぞれに、常時は閉方向に付勢される手段を有して開閉方向にスライド可能に構成されたシャッタと、前記ロータリー型ラックの回転に連動して開閉するシャッタを設けたことにより、このシャッタの開閉時期を、ロータリーラックの回転によっても補給用の新トナーと現像器内のトナーが混じり合わずに新トナーを現像器に補給できる時期と、かつ、トナーコンテナ交換時に劣化トナーをトナーコンテナに排出できる時期とすることにより、新しいトナーと現像器内のトナーとが混じり合うことによる不具合を防止して劣化トナーをトナーコンテナ交換時に排出でき、しかも機構的には単に開口部とシャッタを設けただけであるから、従来装置のようにトナーコンテナ分だけロータリー軸方向が長くなったり、軸方向の搬送部材と現像器のトナー量を検知する手段を必要とせず、それだけ画像形成装置を小型に構成できるロータリー型の画像形成装置における現像装置を提供することができる。 As described above, the developing device is fixed to the rotary rack and the toner container is detachably supported, and the opening for moving the toner between the toner container and the developing device is provided at a position where the toner container and the developing device are in contact with each other. And a shutter configured to be slidable in the opening / closing direction and having a means that is normally urged in the closing direction at each of the openings, and a shutter that opens / closes in conjunction with the rotation of the rotary rack The opening and closing timing of the shutter is set so that the new toner can be replenished to the developing device without mixing the new toner for replenishment with the toner in the developing device even by rotation of the rotary rack, and the toner container. By setting the time when the deteriorated toner can be discharged into the toner container at the time of replacement, the new toner and the toner in the developing device are mixed. Since the deteriorated toner can be discharged when the toner container is replaced, and the mechanism is simply provided with an opening and a shutter, the rotary axis direction becomes longer by the amount corresponding to the toner container as in the conventional device, It is possible to provide a developing device in a rotary type image forming apparatus that does not require an axial conveying member and a means for detecting the toner amount of the developing device, and can make the image forming apparatus small as much.
そして、前記トナーコンテナと現像器における開口部の中心は、前記現像器における現像ローラが前記像担持体と対面する位置において、前記供給ローラの軸線より少なくとも同一高さか下となる位置としたことにより、例えばトナーをトナーコンテナから現像器に供給するためにシャッタの開く位置を、現像ローラと像担持体とが対面する位置から所定角度像担持体の下側に回転させた位置とした場合、供給ローラと開口との間のトナー溜まりの空きはそれほど大きくならないから、トナーコンテナからトナーが供給過剰や供給不足になるということが無く、常に適切な量のトナーが現像器内に保持されることになる。 The center of the opening in the toner container and the developing unit is at a position that is at least the same height or lower than the axis of the supply roller at a position where the developing roller in the developing unit faces the image carrier. For example, when the opening position of the shutter for supplying toner from the toner container to the developing device is set to a position rotated from the position where the developing roller and the image carrier face each other to the lower side of the image carrier, supply Since the toner reservoir space between the roller and the opening does not become so large, there is no excessive supply or insufficient supply of toner from the toner container, and an appropriate amount of toner is always held in the developing device. Become.
さらに、前記シャッタを、前記トナーコンテナから現像器へトナーが移動するトナー供給角度位置と前記現像器からトナーコンテナへトナーが移動するトナー排出角度位置で強制開放させる手段を設けたことにより、ロータリーラックの回転によっても供給過剰や供給不足を起こさず、補給用の新しいトナーと現像器内のトナーとが混じり合わずに必要な時期にのみ新トナーが現像器に供給でき、しかも、劣化トナーをトナーコンテナ交換時に排出できる、ロータリー型の画像形成装置における現像装置を提供することができる。 Further, a rotary rack is provided by means for forcibly opening the shutter at a toner supply angle position where the toner moves from the toner container to the developing device and a toner discharge angle position where the toner moves from the developing device to the toner container. Rotation of the toner does not cause oversupply or supply shortage, new toner for replenishment and toner in the developer unit are not mixed, and new toner can be supplied to the developer only when necessary, and deteriorated toner can be supplied to the toner. It is possible to provide a developing device in a rotary type image forming apparatus that can be discharged at the time of container replacement.
そして、前記トナー供給角度位置において前記シャッタを強制開放させる手段を、画像形成装置本体側に前記シャッタを開く角度位置から閉じる角度位置までの間の円周方向に設けられた凸部とし、前記トナー排出角度位置において前記トナーコンテナと現像器における前記シャッタを強制開放させる手段を、画像形成装置本体側のトナー排出角度位置に設けられ、前記トナー排出時に突出するよう構成したストッパとすると共に、前記シャッタはその端部に前記凸部またはストッパに当接して前記付勢手段に抗し、前記シャッタを開方向にスライドさせる機構としたことにより、非常に簡単な構成で非現像角度位置とトナーコンテナ交換角度位置において容易に、確実にシャッタを開閉し、新トナーの補給と、劣化トナーの排出を行うことができる。 The means for forcibly opening the shutter at the toner supply angle position is a convex portion provided on the image forming apparatus main body side in a circumferential direction from the angle position at which the shutter is opened to the angle position at which the shutter is closed. The means for forcibly opening the shutter in the toner container and the developing device at the discharge angle position is a stopper provided at the toner discharge angle position on the image forming apparatus main body side and protruding when the toner is discharged, and the shutter Has a mechanism that slides the shutter in the opening direction against the urging means by abutting against the convex portion or stopper at its end, so that the non-developing angle position and the toner container can be replaced with a very simple configuration. Easily and reliably open and close the shutter at the angular position to replenish new toner and discharge deteriorated toner It can be.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, but are merely illustrative examples. Not too much.
図1は本発明の画像形成装置における現像装置の構成概略を示した図、図2は本発明の画像形成装置における現像装置のトナーコンテナと現像器の構成を示した図、図3、図4はトナーコンテナから現像器へトナーを補給する際のトナーコンテナと現像器間のシャッタ開閉機構を説明するための図、図5はシャッタ開閉タイミングとトナーコンテナから現像器へのトナー補給動作を説明するための図、図6は現像器内の劣化トナー排出方法を説明するための図、図7は劣化トナー排出時におけるシャッタ開閉機構の説明図、図8は本発明の現像装置を有した画像形成装置の構成概略を示した断面図である。 FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a developing device in the image forming apparatus of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a toner container and a developing device of the developing device in the image forming apparatus of the present invention. FIG. 5 is a diagram for explaining a shutter opening / closing mechanism between the toner container and the developing device when toner is supplied from the toner container to the developing device, and FIG. 5 is a diagram illustrating shutter opening / closing timing and toner supplying operation from the toner container to the developing device. FIG. 6 is a diagram for explaining a method of discharging deteriorated toner in the developing device, FIG. 7 is an illustration of a shutter opening / closing mechanism when discharging the deteriorated toner, and FIG. 8 is an image formation having the developing device of the present invention. It is sectional drawing which showed the structure outline of the apparatus.
図中同一構成要素には同一番号が付してあり、1は本発明になるロータリー型現像装置2を有する画像形成装置、2はカラー画像形成に使用する例えばブラック(B)31、マゼンタ(M)32、シアン(C)33、イエロー(Y)34のトナーコンテナ3と、それぞれのトナーコンテナに対応してブラック(B)41、マゼンタ(M)42、シアン(C)43、イエロー(Y)44の現像器4とが設けられたロータリー型現像装置で、このロータリー型現像装置2は、それぞれの色の現像器4を、順次感光体(像担持体)5に対向した現像位置となるよう回転させて、感光体(像担持体)5上の潜像を現像する。6は帯電装置、7は例えばレーザなどを用いた露光装置、8はクリーニング装置、9は中間転写ベルト、10は一次転写ローラ、11は二次転写ローラ、12は記録媒体搬送路、13は定着装置、14は排出部、15は中間転写ベルト9のクリーニング装置、16は記録媒体、20は本発明のロータリー型現像装置2を構成する筒状ラック、30はトナーコンテナ側開口、31はトナーコンテナ側シャッタ、40は現像器4を構成してトナーを担持する現像ローラ、41は現像ローラ40にトナーを供給するウレタンスポンジなどで構成した供給ローラ、42は現像ローラ40上のトナー層厚を規制すると共にトナーを帯電させる規制ブレード、43はシール部材44を現像ローラ40側に押しつけるための押圧部材でウレタンスポンジなどを用いる。45は現像器4側の開口、46は現像器側シャッタ、50A、50B、50C、50Dはトナーコンテナ側トナー、51A、51B、51C、51Dは現像器側トナー、70はプランジャ、71はバネ、72はストッパ、73はストッパ72の軸、74は劣化トナーである。
In the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals. Reference numeral 1 denotes an image forming apparatus having a rotary
最初に図8を用い、本発明になるロータリー型現像装置2を有する画像形成装置1の画像形成動作を簡単に説明すると、待機状態においては、図8におけるロータリー型現像装置2における例えばブラック(B)用現像器41が感光体(像担持体)5に対向した現像位置となるようにされている。そして、図示していない制御装置に画像データが送られてくると、その画像データはブラック(B)、マゼンタ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)の各色のデータに分解され、一方感光体(像担持体)5が帯電装置6で均一に帯電される。
First, referring to FIG. 8, the image forming operation of the image forming apparatus 1 having the rotary developing
そして最初にブラック(B)のデータが露光装置7に与えられて感光体(像担持体)5が露光され、潜像が形成されるとそれが現像器41で現像されてトナー画像となり、そのトナー画像が一次転写バイアスを与えられた一次転写ローラ10によって中間転写ベルト9に転写される。形成されたトナー画像が中間転写ベルト9に転写された後に残った残トナーは、クリーニング装置8でクリーニングされ、次の画像形成が行われる。なお、中間転写ベルト9に接する二次転写ローラ11とクリーニング装置15は、全ての色のトナー画像が中間転写ベルト9に重ね合わせて転写されるまで、この中間転写ベルト9から離間させられている。
The first black (B) data is exposed photosensitive member (image bearing member) 5 is given to the
こうしてブラック(B)のトナー画像の形成が済むとロータリー型現像装置2が回転し、次のマゼンタ(M)の現像器42が感光体(像担持体)5に対向した現像位置とされ、先に分解されたマゼンタ(M)の画像データが露光装置7に与えられて露光が行われる。そして感光体(像担持体)5上に潜像が形成されてそれが現像器42で現像されてトナー画像となり、中間転写ベルト9上に転写されているブラック(B)のトナー画像の上に重ね合わせて転写される。
Thus After completion of the formation of the toner image of black (B) to rotate the rotary
そして同様の動作がシアン(C)、イエロー(Y)の画像データで繰り返され、全ての色のトナー画像が中間転写ベルト9に転写されてフルカラートナー画像とされると、先に中間転写ベルト9から離間されていた2次転写ローラ11とクリーニング装置15が中間転写ベルト9に接触させられ、記録媒体16が記録媒体搬送路12を通って二次転写ローラ11の位置する二次転写位置に送り込まれて、フルカラートナー画像が記録媒体16に転写される。
The same operation is repeated with cyan (C) and yellow (Y) image data, and when all color toner images are transferred to the intermediate transfer belt 9 to form a full-color toner image, the intermediate transfer belt 9 first. The
こうしてフルカラートナー画像が転写された記録媒体16は、さらに定着装置13に送られて熱と圧力で定着され、排出部14に排出される。そして中間転写ベルト9上に残った残トナーは、クリーニング装置15によってクリーニングされ、次の画像形成に備えられる。
The
このような本発明の画像形成装置におけるロータリー型現像装置2は、図1にその構成概略を、図2に現像装置を構成するトナーコンテナ3と現像器4のそれぞれ一つの構成を示したように、ロータリー型現像装置2における円筒状のラック20にブラック(B)41、マゼンタ(M)42、シアン(C)43、イエロー(Y)44の各現像器4が固定され、その各現像器41、42、43、44に隣接させて、ブラック(B)31、マゼンタ(M)32、シアン(C)33、イエロー(Y)34のトナーコンテナ3が、円筒状ラック20または各現像器41、42、43、44に、図示していない位置決め部材および結合部材によって着脱可能に支持されている。
The
各色のトナーコンテナ31、32、33、34の交換は、トナーがこぼれない位置で、画像形成装置1の上カバーを開けて上部からおこなえるようになっており、所定の位置でのみ着脱可能となるよう、図示していない結合部材がロータリー回転位置に連携したストッパ部材で固定されている。
The
各現像器41、42、43、44には、現像ローラ40、1成分トナーを現像ローラ40に供給する供給ローラ41、現像ローラ40に付勢され、現像ローラ40上のトナー層厚を規制すると共にトナーを荷電させる金属製の規制ブレード42、トナーが外部に漏れないように現像ローラ40に押圧部材43などで圧接されているシール部材44などを有し、規制ブレード42によって現像ローラ40上のトナー量が所定量に均され、感光体(像担持体)5に近接する位置で、バイアス電位により潜像にトナーを付着させるようになっている。
Each developing
そしてトナーコンテナ3と現像器4には、現像器4内のトナーが消費されて少なくなったときにトナーコンテナ3からトナーを供給するための開口30(トナーコンテナ3側)と45(現像器4側)が設けられ、さらにこの開口30、45には、トナーコンテナ3を着脱するときにトナーがこぼれないようシャッタ31、46が設けられている。
The
各トナーコンテナ31、32、33、34と現像器41、42、43、44は、円筒状ラック20の回転によって図5に(A)で示した現像位置(図1及び図8における32、42の位置)から、(B)、(C)に示したトナー供給角度位置(図1及び図8における32、42の位置から31、41に至る途中の位置)、さらに(D)に示した状態(図1及び図8における31、41の位置から32、42に至る途中の位置)を経て最初の現像位置(A)に戻る。そしてそれぞれの状態においてトナーコンテナ31、32、33、34内のトナーと現像器41、42、43、44内のトナーは、これら(A)から(D)に50A、50B、50C、50D、及び51A、51B、51C、51Dで示した状態となる。
The
すなわち、図5に(A)で示した現像位置においては、トナーコンテナ3と現像器4内のトナーはそれぞれ50A、51Aに示した状態であり、トナーコンテナ3と現像器4内における開口30と45の周囲には多量のトナーが存在してトナーコンテナ3から現像器4側へのトナー移動は難しい。しかしながら前記したように、この状態でシャッタ31、46を開くと、現像器4内の粒径の大きなトナーがトナーコンテナ3に戻されてしまい、現像器4とトナーコンテナ3を分離した効果がなくなって、粒径の小さなトナーだけが先に現像に使用されて粒径の大きなトナーが残り、次第に形成される画像の画質が低下するという問題が生じる。
That is, in the developing position shown in FIG. 5A, the toner in the
そして、次の図5(B)は、前記したように図1及び図8における32、42の位置から31、41に至る途中の位置であるが、トナーコンテナ3と現像器4の開口30、45が現像器4の上方にあり、現像器4内のトナー51Bが使用されて現像器4内にトナーを補給できる空きがあれば、シャッタ31、46を開くことでトナーコンテナ3から新トナーを現像器4に送り込むことができる。しかし、この図5(B)は、一例として現像器4内のトナーがあまり消費されていない状態を示したもので、現像器4内には多量のトナー51Bが存在して開口部30、45付近まで一杯となっており、この状態でシャッタ31、46を開いても、トナーは現像器4側に移動しないと共に、現像器4内の劣化トナーがトナーコンテナ3側に移動することもない。
Next, FIG. 5B is a position on the way from 3 2 , 4 2 to 3 1 , 4 1 in FIGS. 1 and 8 as described above, but the
一方図5(C)は、これも(B)と同様図1及び図8における32、42の位置から31、41に至る途中の位置であり、現像器4内のトナー51Cが消費された状態を示しているが、現像器4内のトナー51Cは開口部30、45付近で多少の隙間ができており、この状態でシャッタ31、46を開くと、トナーが現像器4側に移動する。すなわちこの図5(C)の状態でトナーを現像器4内に補給すれば、現像器4内には図5(B)に示した多少空隙が残された状態で新トナーが補給され、トナーを過補給することが防止できる。
On the other hand, FIG. 5 (C) is also a position in the middle from 3 2 , 4 2 position to 3 1 , 4 1 in FIG. 1 and FIG. Although the consumed state is shown, the
すなわち、トナーコンテナ3と現像器4における開口部30、45の中心を、現像器4における現像ローラ40が像担持体5と対面する図5(A)の位置において、供給ローラ41の軸線より少なくとも同一高さか下となる位置とすれば、図5(C)に示したように、供給ローラ41の上方にトナーのない空間ができたとしても、開口部30、45付近にはトナー溜まりができ、例えシャッタ31、46を開いたとしても、移動するトナーはそれほど多くなく、そのため、供給ローラ41の上方のトナーのない空間がトナーで埋められるということが無くなってトナーの過補給が防止でき、常に適切な量のトナーが現像器4内に保持されることになる。
That is, the center of the
そして最後の図5(D)の状態は、前記したように図1及び図8における31、41の位置から32、42に至る途中の位置であるが、図5(B)に示した現像器4内に多少残された空隙が開口部30、45付近に移動し、この状態でシャッタ31、46を開くと、トナーが現像器4側のこの空間に充填されて現像器4内には全く空隙が無くなり、トナーが過補給されてしまう可能性がある。そのため本発明においてはこの図5(B)、(C)の前記図1及び図8における32、42の位置から31、41に至る途中の位置を、シャッタ31、46を開けてトナーを現像器4内に補給するトナー供給位置とした。
The last state shown in FIG. 5D is a position on the way from
一方シャッタ31、46は、図3に示したように前記図1及び図8における32、42の現像位置においては、矢印32(他の位置では方向が異なる)の開閉方向にスライド可能に構成されて常時は図示しない付勢手段によって閉じた状態になっており、トナーコンテナ3用のシャッタ31には、ロータリー軸方向一端、または両端部に、このシャッタを開閉させるために一例を図4に示したように、シャッタ31に取り付けられた棒状部材33にさらに案内軸34を保持する保持部材35が取り付けられ、この案内軸34に通したバネ36によって図上左右に移動可能とした突起37が設けられている。またトナーコンテナ3用のシャッタ31には凸部が設けられ、トナーコンテナ3が装着された状態では、現像器4側のシャッタ46に設けられた凹部に前記トナーコンテナ3側のシャッタ31の凸部が嵌合し、両方のシャッタが連動して開閉できるようになっている。なお、シャッタ31、46の形状と開口部30、45の形状は四角だけでなく、両方を格子状に構成し、軸方向にスライドさせることで連通させるようにしても良い。
Meanwhile the
そしてこのシャッタ31、46は、前記した図5(B)、(C)に示した現像器4がトナー供給角度位置まで回転してきたとき開閉するよう、画像形成装置本体1の図5(B)、(C)に示した位置と対応する位置に、図3に38で示したような突起37の回転軌跡に沿って形成された凸部が設けられており、そのためトナーコンテナ3用シャッタ31に設けられた突起37は、ロータリー型現像装置2の回転によって図4(A)に示したようにこの凸部38に当接し、図4(B)に示したようにさらなる回転でバネ36に抗して保持部材35側に押され、それによってシャッタ31を押し上げながら凸部38に乗り上げてシャッタ31、46を開く。そのため開口30、45は、開放されてトナーが移動できるようになり、この凸部38が終わったところで突起37が元の位置に戻ってシャッタ31、46が閉じる。
The
一方、ロータリー型現像装置2が回転し、トナーコンテナ3と現像器4が図1及び図8における33、43の位置に来たとき、前記したように画像形成装置1の図示していない上カバーを開けることでトナーコンテナ3が交換できるようになっている。そのため、各色のトナーコンテナ31、32、33、34はのうちのどれかが空になったという信号が来ると、図示しない制御装置はロータリー型ラック20を回転させて、空になったトナーコンテナ3がこの図1における33、43の位置に来るようにする。
On the other hand, when the
そして、このトナーコンテナ交換位置に至る途中の画像形成装置本体1側に、図示していない制御装置からの信号で動作するプランジャ70、プランジャ70の動作によってバネ71に抗してシャッタ31に設けた前記棒状部材33を係止するストッパ72が軸73を中心に回動するよう設けられ、このストッパ72が棒状部材33を係止することによってシャッタ31、46が開かれる。
Then, on the image forming apparatus main body 1 side on the way to the toner container replacement position, the
そのため、空のトナーコンテナ3が回転して図1及び図8における33のトナーコンテナ交換位置に至る途中の図6に示した位置になって、シャッタ31、46が開かれるとロータリー型現像装置2の回転が一時停止され、使われずに現像器4内に滞留していた劣化トナー74がトナーコンテナ3側に回収されるから、その後図示していない制御装置はプランジャ70を元に戻し、前記した図1及び図8における33、43のトナーコンテナ交換位置までロータリー型現像装置2を回転させてトナーコンテナ3を取り外し、新しいトナーコンテナ3を装着できるようにする。このようにすることで、新しいトナーと外添剤のトナーへの付着状態が変わった劣化したトナーが混ざって荷電不良が生じ、画質が低下するという問題を防止することができる。
Therefore, taken in a position
なお、以上の説明では、シャッタ31、46の開閉機構として図4、図7の機構を一例として示したが、このような形態の機構に限定されず、シャッタ31、46を開閉できればどのような機構でも良いことは勿論である。
In the above description, the mechanism of FIGS. 4 and 7 is shown as an example of the opening / closing mechanism of the
以上種々述べてきたように本発明によれば、ロータリー型ラックに現像器を固定すると共にトナーコンテナを着脱可能に支持させてトナーコンテナと現像器とが互いが接する位置に、トナーコンテナと現像器間でトナーを移動させる開口部を設け、かつ、該開口部のそれぞれに、常時は閉方向に付勢される手段を有して開閉方向にスライド可能に構成されたシャッタと、前記ロータリー型ラックの回転に連動して開閉するシャッタを設けたことにより、このシャッタの開閉時期を、ロータリーラックの回転によっても補給用の新トナーと現像器内のトナーが混じり合わずに新トナーを現像器に補給できる時期と、かつ、トナーコンテナ交換時に劣化トナーをトナーコンテナに排出できる時期とすることにより、新しいトナーと現像器内のトナーとが混じり合うことによる不具合を防止して劣化トナーをトナーコンテナ交換時に排出でき、しかも機構的には単に開口部とシャッタを設けただけであるから、従来装置のようにトナーコンテナ分だけロータリー軸方向が長くなったり、軸方向の搬送部材と現像器のトナー量を検知する手段を必要とせず、それだけ画像形成装置を小型に構成できるロータリー型の画像形成装置における現像装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, the developer container is fixed to the rotary rack and the toner container is detachably supported so that the toner container and the developer are in contact with each other. An opening for moving toner between the shutters, and each of the openings has a means that is normally biased in the closing direction so as to be slidable in the opening and closing direction, and the rotary rack By providing a shutter that opens and closes in conjunction with the rotation of the toner, the opening and closing timing of the shutter is adjusted so that the new toner for replenishment and the toner in the developing device do not mix even when the rotary rack rotates. By setting the time when the toner can be replenished and when the deteriorated toner can be discharged into the toner container when the toner container is replaced, new toner and toner in the developing device As a result, the toner can be discharged when the toner container is replaced, and the mechanical mechanism is simply provided with an opening and a shutter. It is possible to provide a developing device in a rotary type image forming apparatus that does not require a means for detecting the toner amount of the developing member and the conveying member in the axial direction and the amount of toner in the axial direction, and that can be configured in a small size. .
そして、前記トナーコンテナと現像器における開口部の中心は、前記現像器における現像ローラが前記像担持体と対面する位置において、前記供給ローラの軸線より少なくとも同一高さか下となる位置としたことにより、例えばトナーをトナーコンテナから現像器に供給するためにシャッタの開く位置を、現像ローラと像担持体とが対面する位置から所定角度像担持体の下側に回転させた位置とした場合、供給ローラと開口との間のトナー溜まりの空きはそれほど大きくならないから、トナーコンテナからトナーが供給過剰や供給不足になるということが無く、常に適切な量のトナーが現像器内に保持されることになる。 The center of the opening in the toner container and the developing unit is at a position that is at least the same height or lower than the axis of the supply roller at a position where the developing roller in the developing unit faces the image carrier. For example, when the opening position of the shutter for supplying toner from the toner container to the developing device is set to a position rotated from the position where the developing roller and the image carrier face each other to the lower side of the image carrier, supply Since the toner reservoir space between the roller and the opening does not become so large, there is no excessive supply or insufficient supply of toner from the toner container, and an appropriate amount of toner is always held in the developing device. Become.
さらに、前記シャッタを、前記トナーコンテナから現像器へトナーが移動するトナー供給角度位置と前記現像器からトナーコンテナへトナーが移動するトナー排出角度位置で強制開放させる手段を設けたことにより、ロータリーラックの回転によっても供給過剰や供給不足を起こさず、補給用の新しいトナーと現像器内のトナーとが混じり合わずに必要な時期にのみ新トナーが現像器に供給でき、しかも、劣化トナーをトナーコンテナ交換時に排出できる、ロータリー型の画像形成装置における現像装置を提供することができる。 Further, a rotary rack is provided by means for forcibly opening the shutter at a toner supply angle position where the toner moves from the toner container to the developing device and a toner discharge angle position where the toner moves from the developing device to the toner container. Rotation of the toner does not cause oversupply or supply shortage, new toner for replenishment and toner in the developer unit are not mixed, and new toner can be supplied to the developer only when necessary, and deteriorated toner can be supplied to the toner. It is possible to provide a developing device in a rotary type image forming apparatus that can be discharged at the time of container replacement.
そして、前記トナー供給角度位置において前記シャッタを強制開放させる手段を、画像形成装置本体側に前記シャッタを開く角度位置から閉じる角度位置までの間の円周方向に設けられた凸部とし、前記トナー排出角度位置において前記トナーコンテナと現像器における前記シャッタを強制開放させる手段を、画像形成装置本体側のトナー排出角度位置に設けられ、前記トナー排出時に突出するよう構成したストッパとすると共に、前記シャッタはその端部に前記凸部またはストッパに当接して前記付勢手段に抗し、前記シャッタを開方向にスライドさせる機構としたことにより、非常に簡単な構成で非現像角度位置とトナーコンテナ交換角度位置において容易に、確実にシャッタを開閉し、新トナーの補給と、劣化トナーの排出を行うことができる。 The means for forcibly opening the shutter at the toner supply angle position is a convex portion provided on the image forming apparatus main body side in a circumferential direction from the angle position at which the shutter is opened to the angle position at which the shutter is closed. The means for forcibly opening the shutter in the toner container and the developing device at the discharge angle position is a stopper provided at the toner discharge angle position on the image forming apparatus main body side and protruding when the toner is discharged, and the shutter Has a mechanism that slides the shutter in the opening direction against the urging means by abutting against the convex portion or stopper at its end, so that the non-developing angle position and the toner container can be replaced with a very simple configuration. Easily and reliably open and close the shutter at the angular position to replenish new toner and discharge deteriorated toner It can be.
本発明によれば、トナーコンテナを交換可能に構成したロータリー型現像装置において、ロータリーラックの回転によっても新旧トナーが混じり合わずに必要な時期にのみ新トナーが現像器に供給され、かつ、劣化トナーをトナーコンテナ交換時に排出でき、常に品質の良い画像が得られる現像装置を提供することができる。 According to the present invention, in a rotary type developing apparatus configured so that the toner container can be replaced, new toner is supplied to the developing device only when necessary without the new and old toners being mixed by the rotation of the rotary rack, and the toner is deteriorated. It is possible to provide a developing device that can discharge toner when the toner container is replaced, and can always obtain a high-quality image.
3 トナーコンテナ
4 現像器
30 開口
31 トナーコンテナ側シャッタ
40 現像ローラ
41 供給ローラ
42 規制ブレード
43 押圧部材
44 シール部材
45 開口
46 現像器側シャッタ
50A、50B、50C、50D トナーコンテナ側トナー
51A、51B、51C、51D 現像器側トナー
3
Claims (5)
前記トナーコンテナと現像器とは互いが接する位置にトナーコンテナと現像器間でトナーを移動させる開口部と、該開口部のそれぞれに、常時は閉方向に付勢される手段を有して開閉方向にスライド可能に構成され、前記ロータリー型ラックの回転に連動して開閉するシャッタを設けたことを特徴とする画像形成装置における現像装置。 A cylindrical rotary rack having an image carrier that carries a latent image, a developing roller that develops the latent image on the image carrier, and a supply roller that carries toner to the developing roller, and is configured to be rotatable. A plurality of developing units that are fixedly moved by the rotation of the rotary type rack to sequentially move the developing roller to a position facing the image carrier, and the rotary type rack or the developing unit adjacent to the developing units; In a developing device in a rotary type image forming apparatus comprising a toner container detachably supported,
The toner container and the developing unit are opened and closed with an opening for moving the toner between the toner container and the developing unit at a position where the toner container and the developing unit are in contact with each other, and a means that is normally urged in the closing direction. A developing device in an image forming apparatus, comprising a shutter configured to be slidable in a direction and opened and closed in conjunction with rotation of the rotary rack.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004123456A JP2005308906A (en) | 2004-04-19 | 2004-04-19 | Image forming apparatus and developing device |
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Cited By (2)
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JP2007127937A (en) * | 2005-11-07 | 2007-05-24 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Color image forming apparatus |
JP2008096853A (en) * | 2006-10-14 | 2008-04-24 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Toner storage container, developing device, color image forming apparatus and method for manufacturing toner storage container |
-
2004
- 2004-04-19 JP JP2004123456A patent/JP2005308906A/en active Pending
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