JP2009003185A - Developing device and image forming apparatus equipped with the same - Google Patents
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Description
本発明は、トナーを撹拌、搬送する現像装置及び現像装置を有する複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関する。 The present invention relates to a developing device that stirs and conveys toner, and an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, and a printer having the developing device.
プリンタや複写機等の電子写真方式の画像形成を行う画像形成装置では、画像光の照射によって表面に静電潜像を形成する感光体に対向して現像装置を配置し、この現像装置の現像ローラから感光体表面にトナーを供給することによって、静電潜像をトナー像に可視像化する。したがって、現像装置は常に所定量以上のトナーを収納しておく必要があり、現像ローラに対してトナーを供給するトナー収容部が備えられている。トナー収容部内にはトナー撹拌部材を回転自在に備えている。トナー撹拌部材は、回転によってトナー収容部内のトナーを撹拌混合してトナーの凝集固化を防止し、現像ローラにトナーを供給する。 In an image forming apparatus that forms an electrophotographic image, such as a printer or a copying machine, a developing device is disposed opposite to a photosensitive member that forms an electrostatic latent image on the surface by irradiation of image light. By supplying toner from the roller to the surface of the photoreceptor, the electrostatic latent image is visualized as a toner image. Therefore, the developing device always needs to store a predetermined amount or more of toner, and is provided with a toner storage portion that supplies toner to the developing roller. A toner stirring member is rotatably provided in the toner storage portion. The toner stirring member stirs and mixes the toner in the toner container by rotation to prevent the toner from aggregating and solidifying, and supplies the toner to the developing roller.
このため、トナー撹拌部材は、通常、回転軸、回転軸の周面から半径方向に延出した回転羽根である支持体、及び、支持体の先端に片持ち支持されたトナー搬送シートからなる。トナー撹拌部材が回転にすることにより、支持体がトナー収容部内のトナーを撹拌するとともに、トナー搬送シートがトナー収容部の内壁に沿ってトナーを掻き上げ、現像ローラに供給する。 For this reason, the toner agitating member is usually composed of a rotating shaft, a support body that is a rotating blade extending in the radial direction from the circumferential surface of the rotating shaft, and a toner transport sheet that is cantilevered at the tip of the support body. When the toner agitating member is rotated, the support agitates the toner in the toner accommodating portion, and the toner conveying sheet scoops up the toner along the inner wall of the toner accommodating portion and supplies the toner to the developing roller.
しかしながら、上述の現像装置では、トナー収容部内のトナーを撹拌する機能を有する支持体が金属又は樹脂等の硬質素材によって形成されているために殆ど弾性的な撓み変形を生じることがなく、回転軸からの支持体の延出長さを半径とする円内に位置するトナーのみしか撹拌時に搬送させることができない。トナー収容部内のトナー量が減少すると、支持体によってトナーを十分に撹拌、搬送させることができなくなくなるという問題がある。 However, in the above-described developing device, since the support having a function of stirring the toner in the toner accommodating portion is formed of a hard material such as metal or resin, the elastic shaft hardly causes deformation. Only the toner located in a circle whose radius is the extended length of the support from the toner can be conveyed during stirring. When the amount of toner in the toner storage portion decreases, there is a problem that the toner cannot be sufficiently stirred and conveyed by the support.
そこで、特許文献1では、トナー撹拌部材は、回転軸の周面における2個所に梯子型の支持体を半径方向に延出して一体的に形成し、この支持体の先端部に可撓性を有するシート体の回転方向搬送部材及び軸方向搬送部材を回転軸の半径方向に直交する方向に延出する状態で片持ち支持して構成されている。回転方向搬送部材は、回転軸の軸方向における全長にわたって1枚の矩形を呈する平板状に形成されており、その開放端はトナー収容部の内壁に当接して撓むようになっている。軸方向搬送部材は、回転軸の軸方向の全長にわたって1枚の平板を6分割して形成されており、その開放端は山部と谷部とからなるV字型を繰り返した形状を呈し、トナー収容部の内壁に当接して撓むようになっている。 Therefore, in Patent Document 1, the toner agitating member is formed by integrally forming a ladder-type support body at two locations on the peripheral surface of the rotating shaft in the radial direction, and the tip of the support body is made flexible. The rotation direction conveyance member and the axial direction conveyance member of the sheet body are configured to be cantilevered so as to extend in a direction perpendicular to the radial direction of the rotation axis. The rotation direction conveying member is formed in a flat plate shape having a single rectangular shape over the entire length in the axial direction of the rotation shaft, and its open end is in contact with the inner wall of the toner accommodating portion and is bent. The axial conveying member is formed by dividing one flat plate over the entire length in the axial direction of the rotating shaft, and its open end has a V-shaped shape consisting of a peak portion and a valley portion, The inner wall of the toner container is abutted and bent.
トナー撹拌部材が回転にすることにより、回転方向搬送部材は、開放端においてトナー収容部の内壁に当接することによって、弾性変形し、開放端がトナー収容部の内壁を掻き上げる状態で、トナー収容部内のトナーを内壁との間に挟むようにして、回転方向に搬送する。また、軸方向搬送部材は、開放端の山部近傍において選択的にトナー収容部の内壁に当接することによって、捩じれた形状に弾性変形し、トナー収容部内のトナーを開放端の山部から谷部に向かう方向、即ち、軸方向に搬送する。 When the toner agitating member is rotated, the rotation direction conveying member is elastically deformed by contacting the inner wall of the toner accommodating portion at the open end, and the toner accommodating member is in a state where the open end scrapes up the inner wall of the toner accommodating portion. The toner in the unit is conveyed between the inner wall and the rotation direction. Further, the axial conveying member is elastically deformed into a twisted shape by selectively abutting the inner wall of the toner containing portion in the vicinity of the crest portion at the open end, and the toner in the toner containing portion is removed from the crest portion at the open end. It is conveyed in the direction toward the part, that is, in the axial direction.
このようにして、トナー撹拌部材は、支持体によってトナー収容部内のトナーを撹拌する機能、回転方向搬送部材によってトナー収容部内のトナーを回転方向に搬送させる機能、及び、軸方向搬送部材によってトナー収容部内のトナーを軸方向に搬送させる機能を実現している。 In this manner, the toner agitating member has a function of agitating the toner in the toner accommodating portion by the support, a function of conveying the toner in the toner accommodating portion in the rotation direction by the rotation direction conveying member, and a toner accommodating by the axial direction conveying member. The function of conveying the toner in the section in the axial direction is realized.
しかしながら、上述した従来技術では、軸方向搬送部材がトナー収容部内のトナーを軸方向に搬送させるために、トナーがV字型形状の山部から谷部に向かう方向に移動した状態で、トナー撹拌部材が回転させられトナーを搬送している。そうすると、トナー収容部内では、トナーは谷部から搬送される部分に積み重ねられる。この軸方向の搬送を繰り返すと、谷部から搬送される部分ではトナーが高く堆積するが、トナー収容部内の山部に相当する部分では、トナーは堆積されることがなく、トナー堆積面の高さが軸方向に一様にならない。この状態で、トナー収容部のトナーの残量を検知すると、そのトナー残量検知センサが配される位置によって、トナー堆積面の高さが異なることになり、正確なトナー残量を検知することができないという問題があった。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、トナー収容部のトナーを撹拌部材の軸方向に均一に搬送することができる現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a developing device capable of uniformly transporting toner in a toner container in the axial direction of a stirring member, and an image forming apparatus including the developing device. The purpose is to provide.
上記目的を達成するために本発明は、トナー収容部と、像担持体にトナーを供給するトナー供給部と、前記トナー収容部から前記トナー供給部にトナーが移動する通路部と、前記トナー収容部内で回転自在な回転軸に支持されトナーを撹拌する撹拌部材とを備える現像装置において、前記撹拌部材は前記回転軸に片持ち支持された可撓性を有するシート体を備え、前記シート体は回転軸方向に延びた開放端とトナーを矜持する平面部とを備え、前記トナー収容部は、前記開放端が当接可能である側面壁と、一対の凹凸部が形成された上面壁とを有し、前記一対の凹凸部は回転軸方向に互い平行に凹部と凸部を繰り返した形状を有し前記各凹凸部の位相が互いに異なり、前記シート体が回転して、前記開放端が前記側面壁に当接すると、前記シート体は前記平面部でトナーを矜持するとともに撓み、前記開放端が前記側面壁から離間すると、前記シート体はトナーを前記上面壁に向かって跳ね上げ前記一対の凹凸部にトナーを衝突させることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention provides a toner storage portion, a toner supply portion that supplies toner to an image carrier, a passage portion through which toner moves from the toner storage portion to the toner supply portion, and the toner storage And a stirring member that stirs the toner and that is supported by a rotating shaft that is rotatable in the unit. The stirring member includes a flexible sheet body that is cantilevered by the rotating shaft, and the sheet body includes: An open end extending in the direction of the rotation axis; and a flat portion for holding the toner; and the toner storage portion includes a side wall on which the open end can abut and an upper surface wall on which a pair of concave and convex portions are formed. The pair of concavo-convex portions has a shape in which a concave portion and a convex portion are repeated in parallel with each other in the rotation axis direction, the phases of the concavo-convex portions are different from each other, the sheet body rotates, and the open end is When contacting the side wall, When the open end is separated from the side wall, the sheet body jumps the toner toward the upper surface wall and collides the toner with the pair of concave and convex portions. It is characterized by.
この構成によれば、一対の位相の異なる凹凸部に衝突したトナーが軸線方向に拡散し、トナー収容部内で落下する。 According to this configuration, the toner colliding with the pair of uneven portions having different phases is diffused in the axial direction and falls in the toner storage portion.
また、本発明は、上記の構成の現像装置において、前記一対の凹凸部は、互いに同じ正弦波形状であることを特徴としている。この構成によれば、正弦波形状の斜面部に衝突したトナーは、軸線方向に拡散する。 According to the present invention, in the developing device configured as described above, the pair of concave and convex portions have the same sine wave shape. According to this configuration, the toner that has collided with the sine wave-shaped slope portion diffuses in the axial direction.
また、本発明は、上記の構成の現像装置において、前記一対の凹凸部は、互いに複数の三角柱体が軸線方向に並び、該三角柱体の1つの斜面部が互いに軸線方向の逆方向を向くように形成されることを特徴としている。この構成によれば、三角柱体の斜面部に衝突したトナーは、軸線方向に拡散する。 Further, according to the present invention, in the developing device configured as described above, the pair of concavo-convex portions are configured such that a plurality of triangular prism bodies are arranged in the axial direction, and one inclined surface portion of the triangular prism bodies are directed in opposite directions in the axial direction. It is characterized by being formed. According to this configuration, the toner that has collided with the inclined surface of the triangular prism body diffuses in the axial direction.
また、本発明は、上記の構成の現像装置において、前記平面部は、前記開放端から前記回転軸側に向けたスリットが形成されることを特徴としている。この構成によれば、部材の製作誤差、また組立上のズレ等により、解放端が側面壁に傾斜して当接するとしても、各スリット間の解放端が互いに側面壁に当接し、各スリット間の平面部上に担持されたトナーが上壁に向けて、略真上に跳ね上げられる。 According to the present invention, in the developing device configured as described above, the flat portion is formed with a slit from the open end toward the rotating shaft. According to this configuration, even if the open ends are inclined and come into contact with the side wall due to manufacturing errors of the members and assembly displacement, the open ends between the slits are in contact with the side walls and The toner carried on the flat surface of the toner is splashed almost directly toward the upper wall.
また、本発明は、上記の構成の現像装置において、前記平面部は、開口が形成されることを特徴としている。この構成によれば、平面部上に担持するトナー量が制限される。 According to the present invention, in the developing device configured as described above, an opening is formed in the planar portion. According to this configuration, the amount of toner carried on the flat portion is limited.
また、本発明は、上記の構成の現像装置において、前記側面壁は前記トナー供給部と前記トナー収容部とを分離する仕切り部により形成され、前記開放端は前記仕切り部に当接することを特徴としている。この構成によれば、開放端が仕切り部に当接すると、シート体は平面部でトナーを矜持するとともに撓む。 In the developing device having the above-described configuration, the side wall is formed by a partition portion that separates the toner supply portion and the toner storage portion, and the open end is in contact with the partition portion. It is said. According to this configuration, when the open end contacts the partition portion, the sheet body holds the toner at the flat portion and bends.
また、本発明は、上記の構成の現像装置が搭載された画像形成装置である。 The present invention also provides an image forming apparatus equipped with the developing device having the above-described configuration.
請求項1に記載の発明によれば、一対の位相の異なる凹凸部に衝突したトナーが軸線方向に拡散し、トナー収容部内で落下すると、トナー堆積面の高さが均一になる。均一なトナー堆積面の高さに基づいて、トナー収容部内のトナーの残量を検知するので、正確なトナー残量を検知することができる。 According to the first aspect of the present invention, when the toner colliding with the pair of concave and convex portions having different phases is diffused in the axial direction and falls in the toner accommodating portion, the height of the toner accumulation surface becomes uniform. Since the remaining amount of toner in the toner container is detected based on the uniform height of the toner accumulation surface, it is possible to accurately detect the remaining amount of toner.
また、請求項2に記載の発明によれば、正弦波形状の斜面部に衝突したトナーは、軸線方向に拡散し、トナー収容部内で落下すると、トナー堆積面の高さが均一になる。均一なトナー堆積面の高さに基づいて、トナー収容部内のトナーの残量を検知するので、正確なトナー残量を検知することができる。 According to the second aspect of the present invention, when the toner colliding with the sine wave-shaped slope portion diffuses in the axial direction and falls in the toner accommodating portion, the height of the toner accumulation surface becomes uniform. Since the remaining amount of toner in the toner container is detected based on the uniform height of the toner accumulation surface, it is possible to accurately detect the remaining amount of toner.
また、請求項3に記載の発明によれば、三角柱体の斜面部に衝突したトナーは、軸線方向に拡散し、トナー収容部内で落下すると、トナー堆積面の高さが均一になる。均一なトナー堆積面の高さに基づいて、トナー収容部内のトナーの残量を検知するので、正確なトナー残量を検知することができる。 According to the third aspect of the present invention, when the toner colliding with the inclined surface of the triangular prism body diffuses in the axial direction and falls in the toner accommodating portion, the height of the toner accumulation surface becomes uniform. Since the remaining amount of toner in the toner container is detected based on the uniform height of the toner accumulation surface, it is possible to accurately detect the remaining amount of toner.
また、請求項4に記載の発明によれば、部材の製作誤差、また組立上のズレ等により、解放端が側面壁に傾斜して当接するとしても、各スリット間の解放端が互いに側面壁に当接し、各スリット間の平面部上に担持されたトナーが上壁に向けて、略真上に跳ね上げられるので、一対の凹凸部に衝突したトナーが軸線方向にムラなく拡散される。 According to the fourth aspect of the present invention, even if the release ends are inclined and come into contact with the side walls due to manufacturing errors of the members, deviations in assembly, etc., the release ends between the slits are mutually connected to the side walls. Since the toner carried on the flat portion between the slits jumps up almost directly toward the upper wall, the toner colliding with the pair of uneven portions is diffused in the axial direction without unevenness.
また、請求項5に記載の発明によれば、平面部上に担持するトナー量が制限されので、制限されたトナーを上面壁に向かって跳ね上げ、一対の凹凸部にトナーを衝突させるので、その開口の大きさに応じて、搬送するトナー量を調整することができる。 Further, according to the invention described in claim 5, since the amount of toner carried on the flat portion is limited, the limited toner is bounced up toward the upper surface wall, and the toner collides with the pair of uneven portions. The amount of toner to be conveyed can be adjusted according to the size of the opening.
また、請求項6に記載の発明によれば、開放端が仕切り部に当接すると、シート体は平面部でトナーを矜持するとともに撓むので、シート体は矜持したトナーを上面壁に向かって跳ね上げ一対の凹凸部にトナーを衝突させる。衝突したトナーは軸線方向に拡散し、トナー収容部内で落下すると、トナー堆積面の高さが均一になる。 According to the sixth aspect of the present invention, when the open end comes into contact with the partition portion, the sheet body holds the toner in the flat portion and bends, so the sheet body holds the held toner toward the upper surface wall. The toner is collided with the pair of bumps. When the collided toner diffuses in the axial direction and falls in the toner container, the height of the toner accumulation surface becomes uniform.
また、請求項7に記載の発明によると、上記記載の現像装置を備えるようにすれば、トナー収容部のトナーを撹拌部材の軸方向に均一に搬送する画像形成装置にすることができる。 According to the seventh aspect of the present invention, if the above-described developing device is provided, an image forming apparatus that uniformly transports the toner in the toner storage portion in the axial direction of the stirring member can be obtained.
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。本発明の実施形態は発明の最も好ましい形態を示すものであり、また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these embodiments. The embodiment of the present invention shows the most preferable form of the invention, and the use of the invention and the terms shown here are not limited thereto.
図1は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を説明するための模式断面図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining a schematic configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
画像形成装置1は、画像形成部10、トナー補給装置20、中間転写部24、給紙部30、用紙搬送部35、2次転写部45及び定着装置47等から構成される。
The image forming apparatus 1 includes an
画像形成部10は、ロータリー式現像ユニット2、感光体ドラム11、帯電ローラ12、ドラムクリーニング装置13及びレーザユニット14等を備える。
The
感光体ドラム11は、像担持体として表面に静電潜像が形成されるものであり、画像形成装置1のほぼ中央で回転駆動される(回転方向を矢印で図示)。その回転軸(不図示)は、図1の紙面に対して垂直に延びて設けられる。又、感光体ドラム11は、アモルファスシリコンやOPC感光体等の感光層を有するように形成される。
The
帯電ローラ12は、感光体ドラム11の上部に設けられる。又、帯電ローラ12は、感光体ドラム11の表面を一様に帯電させるため、感光体ドラム11と接しており、回転可能に支持される。帯電ローラ12の上部には、帯電ローラ12に付着している付着物をクリーニングするクリーナー12aが設けられる。
The charging
ドラムクリーニング装置13は、図1における感光体ドラム11の右側方に設けられていて、感光体ドラム11の表面に残留したトナー(現像剤)や付着物を清掃するためのものである。
The
ロータリー式現像ユニット2は、感光体ドラム11に形成された静電潜像を各色のトナーによって現像するためのものであり、図1における感光体ドラム11の左側方に隣接して設けられる。又、ロータリー式現像ユニット2は、ロータリーラック15と、ロータリーラック15に支持された4つの現像装置16B(ブラック)、16Y(イエロー)、16C(シアン)、16M(マゼンタ)とを有し、回転軸15aを中心として回転自在な円筒形状である。回転軸15aは、ロータリーラック15の中心を通り、その軸線方向は、感光体ドラム11の回転軸の軸線方向と平行である。
The
ロータリーラック15は、回転軸15aの中心から放射状に延びる仕切り枠15bによって円周方向に4等分された4つの区画を有している。各区画には、ブラック、イエロー、シアン及びマゼンタの4つのトナー色に対応した現像装置16B、16Y、16C、16Mが配置され、各現像装置16B、16Y、16C、16Mは、それぞれ同様の構成である。そして、ロータリー式現像ユニット2が回転すると、各現像装置16B、16Y、16C、16Mの現像ローラ53が、感光体ドラム11に所定の隙間を有しつつ対向する。尚、ロータリーラック15及び各現像装置16B、16Y、16C、16Mの詳細な構成については、後述する。
The
レーザユニット14は、外部のコンピュータ等からの画像情報に基づいて、感光体ドラム11を走査露光するためのものであり、ロータリー式現像ユニット2の上方に設けられる。レーザユニット14にレーザ光14Lを出力させるためのデータは、画像情報を受け付けるデータ処理部17により作成される。そして、レーザユニット14からはレーザ光14Lが、発射される。そして、レーザ光14Lの光路上には反射ミラー18が設けられ、レーザ光14Lはこの反射ミラー18により感光体ドラム11の表面に照射される(2点鎖線にてレーザ光14Lを図示)。尚、レーザユニット14は、その内部の構成として、レーザ光源、ポリゴンミラー及びポリゴンミラー駆動用モータ等を有している(不図示)。
The
トナー補給装置20は、トナー収納容器21及びトナー補給部材22等から構成される。トナー収納容器21は、感光体ドラム11及び中間転写ベルト25の上方に設けられ、各色のトナーに対応して、図1の紙面垂直方向に並べて4つ配置されている。各トナー収納容器21はロータリー式現像ユニット2の各現像装置16B、16Y、16C、16Mに対して補給するトナーを収納する部分である。即ち、各トナー収納容器21は、それぞれ、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタのいずれかの色のトナーを収容する。尚、トナー収納容器21は、図1では、1つのトナー収納容器21以外は不可視となっている。
The
トナー補給部材22は、感光体ドラム11の上方において、レーザユニット14とトナー収納容器21との間のスペースに配置されていて、上下動可能に構成され、各色に対応して4本設けられる。各トナー補給部材22は、対応するトナー収納容器21とパイプやホース等で接続され、トナー収納容器21に収容された各色のトナーを対応する各現像装置16B、16Y、16C、16Mに供給する。
The
中間転写部24は、感光体ドラム11に形成された各色のトナー像が順次転写される中間転写ベルト25と、中間転写ベルト25を張架し回転駆動させるための駆動ローラ26と、テンションローラ27と、感光体ドラム11と中間転写ベルト25を介して対向する1次転写ローラ28と、1次転写ローラ28の近傍であって駆動ローラ26と1次転写ローラ28との間に設けられた従動ローラ28aと、中間転写ベルト25を清掃するためのベルトクリーニング装置29等から構成されている。各ローラに張架された中間転写ベルト25は、回転して感光体ドラム11と1次転写ローラ28のニップを通過し、各色のトナー像が重ねて1次転写され、この重ねられたトナー像は後に2次転写部45で用紙Pに転写される。
The
給紙部30は、給紙カセット31、手差しトレイ32等から構成される。画像形成装置1の底部には、用紙Pが載置される載置板31aを有する給紙カセット31が設けられる。又、給紙部30は、載置板31a上の用紙Pを1枚ずつ用紙搬送路に送り出すために給紙カセット31の右上部にピックアップローラ33と、ピックアップローラ33の右方に重送防止ローラ対34を有する。更に、装置右側面には、別途給紙できるように手差しトレイ32が設けられる。そして、手差しトレイ32にも用紙Pを1枚ずつ用紙搬送路に送り出すためのピックアップローラ33が設けられる。
The
用紙搬送部35は、画像形成装置1内で用紙Pを搬送するためのものである。用紙搬送部35は、給紙部30から後述する2次転写ローラ46に至る第1搬送路36と、2次転写ローラ46から定着装置47を経て画像形成済みの用紙Pを排出するための用紙排出口42に至る第2搬送路37と、定着装置47よりもシート搬送方向下流側における第2搬送路37の途中から第1搬送路36の途中をつなぐように設けられる反転搬送路38等から構成される。第2搬送路37の最後端には、排出された用紙Pを受け止めるための排出トレイ43が設けられる。尚、用紙搬送方向は、矢印で図示している。
The
湾曲部39が、給紙カセット31から送り出された用紙Pの搬送方向を逆にするため第1搬送路36に設けられる。又、湾曲部39上部では、手差しトレイ32からの搬送路が合流する。2次転写ローラ46の手前には、用紙Pの搬送タイミングを制御するためのレジストローラ対40が配置される。これら要素が設けられる搬送路には、搬送ローラ対41が複数設けられ、又、用紙Pを案内するガイド板(不図示)も適宜設けられる。
A
2次転写部45は、2次転写ローラ46及び駆動ローラ26から構成される。2次転写ローラ46は、中間転写ベルト25に転写されたトナー像を、2次転写ローラ46と中間転写ベルト25の間に挟まれるように搬送される用紙Pに転写するためのものである。そのため、2次転写ローラ46は、駆動ローラ26と中間転写ベルト25を介してニップを形成するように、回転可能かつ中間転写ベルト25と接離自在に支持される。又、この2次転写ローラ46には、電圧印加手段(不図示)によって、所定のタイミングで用紙Pにトナーが転写されるようにするための電圧が印加される。
The
定着装置47は、用紙Pに転写されたトナーを溶融定着させるためのものであり、第2搬送路37の途中であって、ロータリー式現像ユニット2の下方に設けられる。この定着装置47は、ヒータを内蔵する加熱ローラ48とこれに圧接する加圧ローラ49とを有し、両ローラ間に用紙Pを挟持して搬送する。トナーは加熱・加圧され用紙Pに定着する。
The fixing
次に、画像形成動作について説明する。この画像形成装置1は、入力された画像データに基づき、以下のように画像形成動作を実行する。 Next, an image forming operation will be described. The image forming apparatus 1 executes an image forming operation based on the input image data as follows.
まず、帯電ローラ12により感光体ドラム11が帯電される。この感光体ドラム11に対して、画像データが入力されたデータ処理部17からのデータに従い、レーザユニット14が感光体ドラム11の表面の走査露光を行い、感光体ドラム11には静電潜像が形成される。次に、ロータリー式現像ユニット2が図1中の反時計方向に回転され、対応する色の現像装置16のいずれかが感光体ドラム11に対向する。この状態で、感光体ドラム11の静電潜像が対応する色のトナー供給によって現像される。現像されたトナー像は、中間転写ベルト25に転写される。感光体ドラム11上に転写後に残留したトナー等は、ドラムクリーニング装置13により清掃される。以上の動作を各色順次繰り返し、中間転写ベルト25上にはフルカラーのトナー像が形成される。
First, the
一方で、給紙部30において、給紙カセット31又は手差しトレイ32から1枚の用紙Pがピックアップローラ33により取り出され、レジストローラ対40まで搬送される。その後、用紙Pは、レジストローラ対40から中間転写ベルト25上のトナー像にタイミングを合わせて搬送され、2次転写部45に案内される。2次転写ローラ46は、中間転写ベルト25に当接しつつ所定の電圧が印加され、中間転写ベルト25上のトナー像が用紙Pに転写される。この用紙Pは第2搬送路37により定着装置47に案内され、この定着装置47により用紙Pにトナー像が定着する。定着された用紙Pが分岐爪44を経て、用紙排出口42から排出トレイ43に排出される。
On the other hand, in the
(第1実施形態)
次に、ロータリー式現像ユニット2に支持される各現像装置16B、16Y、16C、16Mについて、図2を参照しつつ説明する。ここで、各現像装置16B、16Y、16C、16Mの有する構成は同様であるから、以下の説明及び図面の符号については、特に示さない限り、B、Y、C、Mの符号を省略し現像装置16と統一して説明する。従って以下の説明は、特に説明がない限り現像装置16B、16Y、16C、16Mに共通して適用される。
(First embodiment)
Next, the developing
図2は、本発明の第1の実施形態に係る現像装置16の概略構成を示す断面図である。尚、図2における現像装置16は、その現像ローラ53が感光体ドラム11と対向する現像位置にある状態を示している。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the developing
現像装置16は、枠体51、仕切り部材52、現像ローラ53、供給ローラ54、規制部材55及び撹拌部材56等により構成される。
The developing
枠体51は、現像装置16の底部である、図2に示す下方の下壁51a、上方の上壁51b及び左側方の側壁51c等で現像装置16の外殻を構成するものである。この内部には、現像ローラ53、供給ローラ54、規制部材55及び撹拌部材56が備え付けられ、トナー供給部58及びトナー収容部59がトナーを収容している。トナー収容部59の上壁51bには、後述する一対の凹凸部71、72が形成される。
The
仕切り部材52は、例えば金属や樹脂の板状部材により形成され、トナー供給部58とトナー収容部59とを分離し、第1仕切り部材61と第2仕切り部材62から構成される。
The
第1仕切り部材61は、現像ローラ53、供給ローラ54と近接する下壁51aから対向する上壁51bに向けて設けられ(図2において下方から上方)、トナー収容部59の側壁を形成する。
The
第2仕切り部材62は、第1仕切り部材61よりもトナー供給部58側に第1仕切り部材61と対向するように上壁51bから第1仕切り部材61に向かう方向(図2において、上方から下方)に設けられる。第1仕切り部材61と第2仕切り部材62の対向する部分は、トナーがトナー収容部59からトナー供給部58に移動するための通路部64となっている。
The
トナー収容部59は、第1仕切り部材61、下壁51a、上壁51b及び側壁51cで囲まれる部分であり、撹拌部材56が配される。トナー供給部58は、第2仕切り部材62、下壁51a、上壁51b規制部材55で囲まれる部分であり、現像ローラ53及び供給ローラ54等が配され、感光体ドラム11にトナーを供給する。
The
現像ローラ53は、一部が枠体51から露出し、感光体ドラム11(図2において一部を破線で図示)に一定の隙間を有しつつ、対向配置され、軸線53bを中心に回転すると、感光体ドラム11に対しトナーを供給する。尚、現像ローラ53と枠体51の間には、トナーの漏れ出し防止のためシール部材53aが設けられる。
A part of the developing
供給ローラ54は、現像ローラ53にトナーを供給するため、現像ローラ53と仕切り部材52の間に現像ローラ53に接するように設けられる。供給ローラ54は回転可能で、かつ供給ローラ54の軸線54bと現像ローラ53の軸線53bは平行になるように支持される。又、供給ローラ54は、ギア、モータ等から構成される駆動機構(不図示)により、現像ローラ53と同方向に回転される(図2の時計方向)。そして、供給ローラ54は、現像ローラ53との接触部分において、図2の上方の接触部分(規制部材55の近傍)では、現像ローラ53にトナーを供給し、図2の下方の接触部分(下壁51aの近傍)では、現像に使用されなかったトナーを掻き取るという機能を果たす。
The
規制部材55は、現像ローラ53に当接し、現像ローラ53が回転して、現像ローラ53上にトナーの薄層を形成するためのものであり、更に、摩擦によりトナーを帯電させる機能も有する。規制部材55は、軸線53b方向に延在するフィルム状、又はブレード状に形成され、一端部が現像ローラ53に当接して、他端部が支持部材66に固定保持される。
The regulating
撹拌部材56は、供給ローラ54、現像ローラ53と軸線が平行かつ並列して設けられ、トナー収容部59内のトナーを撹拌して、軸線方向に搬送するためのものであり、回転軸としての軸部81及びシート体82等により構成される。
The agitating
軸部81は、トナー収容部59内を架け渡されるようにして設けられ、回転可能に支持される。図2に示すように、軸部81は、断面がT字状であり、その軸線方向の端部がギア、モータ(不図示)と接続され回転される。
The
シート体82は、PETのような可撓性を有する樹脂で構成され、軸部81の軸線方向における全長にわたって矩形を呈する平板状に形成される。その一端が軸部81に片持ち支持され、その開放端82aが軸部81の軸線方向に平行な開放端にされている。シート体82は、トナー収容部59における軸部81の軸支位置とトナー収容部59の第1仕切り部材61との間の最大距離を越える範囲に開放端82aが位置する長さにされている。このため、撹拌部材56が図2上で反時計方向に回転すると、開放端82aが第1仕切り部材61に当接するが、シート体82が弾力性を有する可撓性の平板によって構成されていることにより、平面部82bが弓なりに撓みながら、開放端82aが第1仕切り部材61に当接し、トナーがその平面部82b上に担持される。撹拌部材56がさらに回転し、開放端82aが第1仕切り部材61から離間すると、シート体82は、その弾性により、弓なりに曲がった形状から平坦形状に変形して、平面部82b上に担持されたトナーを上壁51bに向けて跳ね上げる。
The
一対の凹凸部71、72は、トナー収容部59の上壁51bに軸線方向に平行に並べて形成される。図3に一対の凹凸部71、72の構成を示す。図3は、一対の凹凸部71、72を図2において下方から示す構成であり、図3上の上方に撹拌部材56が配置され、図3上の左右方向が撹拌部材56の軸線方向である。尚、一対の凹凸部71、72の表面形状には波状のハッチングを施している。
The pair of concavo-
図3に示すように、第1凹凸部71は、山部71aと谷部71bを有する正弦波形状を繰り返すものである。第2凹凸部72は、第1の凹凸部71と同じ正弦波形状を繰り返すものであるが、第1の凹凸部71とは、山部71aと山部72aの位相Pが軸線方向に1/4周期だけずれている。従って、軸線方向の略同じ位置からシート体82により跳ね上げられたトナーT1、T2は、第1凹凸部71の斜面部71cに衝突すると、図3上の右側に飛翔し、一方、第2凹凸部72の斜面部72cに衝突すると、図3上の左側に飛翔する。
As shown in FIG. 3, the 1st uneven | corrugated |
また、現像装置16は、トナー残量検知部を備える。図4はトナー残量検知部を示す斜視図である。尚、図4は、現像装置16の上壁51bを省いたトナー収容部59を示す図である。
Further, the developing
図4に示すように、トナー残量検知部は、発光部5a、受光部5bを備えるセンサ部、入射側及び出射側光路部材7a、7b、清掃部材8及び基台6等で構成され、トナー補給装置20(図1参照)から現像装置16内にトナー補給するときの制御を行うために、トナー収容部59内のトナーの残量を検知するものである。
As shown in FIG. 4, the toner remaining amount detection unit includes a
入射側及び出射側光路部材7a、7bは、枠体51の側壁51dを貫通して、固定される。入射側及び出射側光路部材7a、7bは、直方体形状のアクリル樹脂等の導光材であり、その一端がプリズム面に形成され、図2上の破線で示すように投光部5aの光を直角に折り曲げて、受光部5bに導く。
The incident side and emission side
発光部5a及び受光部5bは、画像形成装置筐体(不図示)に取り付けられ、発光部5aは、例えば発光ダイオードを有し、入射側光路部材7aに向けて光を照射するものであり、受光部5bは、フォトトランジスタを有し、出射側光路部材7bからの照射光を受光するものである。この発光部5a及び受光部5bは、ロータリー式現像ユニット2が回転され、現像装置16が予め規定された位置(例えば、現像位置)に位置づけられると、入射側光路部材7aが発光部5aと対向し、出射側光路部材7bが受光部5bと対向する。
The
基台6は、枠体51の側壁51dに貫通して回転自在に設けられ、円盤状に構成される。この基台6には、一対の腕部9a、9bが固定支持され、一対の清掃部材8が180度の角度間隔をおいて一対の腕部9a、9bに取り付けられる。基台6が回転すると、一対の清掃部材8は、入射側及び出射側光路部材7a、7bの表面を清掃するとともに入射側及び出射側光路部材7a、7b間の光路を遮断し、その後、入射側及び出射側光路部材7a、7bの光路から退避し、投光部5aの光を入射側及び出射側光路部材7a、7bを介して受光部5bに導くようになっている。
The
従って、現像装置16が予め規定された位置(例えば、現像位置)にくると、入射側光路部材7aが発光部5aと対向し、出射側光路部材7bが受光部5bと対向する。清掃部材8が回転駆動すると、入射側及び出射側光路部材7a、7bの表面を清掃するとともに発光部5aからの光を遮断し、さらに清掃部材8が回転駆動すると、清掃部材8が入射側及び出射側光路部材7a、7bから退避して、発光部5aからの光が入射側及び出射側光路部材7a、7bを通って受光部5bに入射する。ここで、発光部5aからの光が受光部5bに入射している回転周期において、トナー収容部59内のトナー量(トナーの堆積高さ)に応じて受光部5bの受光量が異なる。つまり、清掃部材8の回転周期毎に受光部5bの受光量が減衰することを検知すると、トナー収容部59内のトナー量が減少したことなる。一方、清掃部材8の回転周期毎に受光部5bの受光量が増進することを検知すると、トナー収容部59内にトナーが補給されていることなる。
Therefore, when the developing
次に、現像装置16のトナー収容部59内のトナー搬送とトナー量検知の動作について説明する。図5は、トナー収容部59内のトナー搬送の過程を示す側面断面図である。図1、図4を参照しながら、図5(a)、図5(b)、図5(c)の過程に従い説明する。
Next, operations of toner conveyance and toner amount detection in the
トナー補給部材22(図1参照)は、トナー収納容器21のトナーを現像装置16の補給口(不図示)からトナー収容部59に供給する。供給されたトナーは、トナー収容部59内に残存するトナー上に堆積するが、補給口の近傍に堆積し、トナー収容部59内の他の位置に比べると高く堆積することになる。そこで、撹拌部材56が回転して、以下に説明するようにトナーを撹拌搬送する。
The toner supply member 22 (see FIG. 1) supplies the toner in the
図5(a)に示すように、撹拌部材56が回転すると、シート体82が上方に上がる。このときに、シート体82は、その平面部82bが弓なりに撓みながら、開放端82aが第1仕切り部材61に当接し、トナー67aを平面部82b上に担持する。
As shown in FIG. 5A, when the stirring
さらに撹拌部材56が回転すると、シート体82は、開放端82aが第1仕切り部材61から離間して、シート体82の弾性力により、弓なりに曲がった形状から平坦形状に変形する。平坦形状に変形すると、図5(b)に示すように、平面部82b上に担持されたトナー67aが上壁51bに向けて跳ね上げられる。跳ね上げられたトナーは、第1凹凸部71及び第2凹凸部72に衝突すると、図3に示すように、トナーT1、T2が複数の斜面部71c、72cで軸線方向に拡散して飛翔する。
When the stirring
図5(c)に示すように、飛翔したトナーは、トナー収容部59内で落下し、軸線方向に万遍なく堆積する。この一連の撹拌部材56の回転を繰り返すと、補給されたトナーは残存トナーと撹拌されながら、トナー収容部59内のトナー堆積高さが軸線方向に均一になる。
As shown in FIG. 5C, the flying toner falls in the
このようにトナ収容部59内のトナーが均一に堆積した状態で、図4に示すように、トナー残量検知部において、清掃部材8の回転周期毎に、受光部5bが発光部5aからの光を受光して、トナー残量を検知する。
In the state where the toner in the
第1実施形態によれば、現像装置16は、トナー収容部59と、感光体ドラム11にトナーを供給するトナー供給部58と、トナー収容部59からトナー供給部58にトナーが移動する通路部64と、トナー収容部59内で回転自在に支持されトナーを撹拌する撹拌部材56とを備える。この撹拌部材56は、軸部81に片持ち支持された可撓性を有するシート体82を備え、シート体82は軸部81の軸線方向に延びた開放端82aとトナーを矜持する平面部82bとを備える。トナー収容部59は、開放端82aが当接可能である第1仕切り部材61と、正弦波形状の一対の凹凸部71、72が形成された上面壁51bとを有し、一対の凹凸部71、72は軸線方向に互い平行に山部71a、72aと谷部71b、72bを繰り返した形状を有し、前記各凹凸部71、72の位相が互いに異なる。シート体82が回転して、開放端82aが第1仕切り部材61に当接すると、シート体82は平面部82bでトナーを矜持するとともに撓む。次に、開放端82aが第1仕切り部材61から離間すると、シート体82はトナーを上面壁51bに向かって跳ね上げ、一対の位相の異なる凹凸部71、72にトナーを衝突させるので、トナーが軸線方向に拡散し、トナー収容部59内で落下すると、トナー堆積面の高さが均一になる。均一なトナー堆積面の高さに基づいて、トナー収容部59内のトナーの残量を検知するので、正確なトナー残量を検知することができる。
According to the first embodiment, the developing
また、第1実施形態によると、画像形成装置1において、上記の現像装置16を備えるようにすれば、トナー収容部59のトナーの残量を検知する場合に、トナー堆積面の高さが均一になるために、正確なトナー残量を検知することができる画像形成装置1を提供することができる。
According to the first embodiment, if the image forming apparatus 1 is provided with the developing
(第2実施形態)
図6は、本発明の第2実施形態である現像装置における一対の凹凸部の構成を示す斜視図である。尚、図6は、一対の凹凸部73、74を図2において下方から示す構成であり、図6上の上方に撹拌部材56が配置され、図6上の左右方向が撹拌部材56の軸線方向である。また、図7は、本発明の第2実施形態である現像装置におけるシート体の構成を示す平面図である。第1実施形態と異なる、一対の凹凸部及びシート体について説明し、以降、第1実施形態と同じ部分の説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a perspective view illustrating a configuration of a pair of uneven portions in the developing device according to the second embodiment of the present invention. 6 shows a configuration in which the pair of concavo-
図6に示すように、一対の凹凸部73、74は、軸線方向に平行に並べて形成される。第1凹凸部73は、直角三角柱体の斜面部73aが図6上で軸線方向の左方に向き、その短面部73bが軸線方向と垂直になるように配置され、そのような配置の直角三角柱体を軸線方向に複数並べて形成される。第2凹凸部74は、第1凹凸部73と同じ形状の直角三角柱体が軸線方向に複数並べて形成されるが、その斜面部74aが図6上で軸線方向の右方に向き、その短面部74bが軸線方向と垂直になり、第1凹凸部73の短面部73bと並ぶように配置される。
As shown in FIG. 6, the pair of concave and
従って、軸線方向の略同じ位置からシート体82により跳ね上げられたトナーT1、T2は、第1凹凸部73の斜面部73aに衝突すると、図6上の右側に飛翔し、一方、第2凹凸部74の斜面部74aに衝突すると、図6上の左側に飛翔し、トナーは軸線方向に拡散する。
Accordingly, when the toners T1 and T2 bounced up by the
次に、図7を用いて、シート体82について説明する。シート体82は、PETのような可撓性を有する樹脂で構成され、軸部81の軸線方向における全長にわたって矩形を呈する平板状に形成される。その一端が軸部81に片持ち支持され、その開放端82aが軸部81の軸線方向に平行な開放端にされている。平面部82bには、解放端82aから軸部81に向けて、複数のスリット82cが形成される。
Next, the
シート体82は、図2に示すように、トナー収容部59における軸部81の軸支位置とトナー収容部59の第1仕切り部材61との間の最大距離を越える範囲に開放端82aが位置する長さにされている。ここで、部材の製作誤差、また組立上のズレ等により、解放端82aが第1仕切り部材61に傾斜して当接するとしても、各スリット82c間の解放端82aにおいては傾斜の割合が小さいので、開放端82aが大きく傾斜することなく第1仕切り部材61に当接し、平坦部82bがトナーを担持する。撹拌部材56がさらに回転し、開放端82aが第1仕切り部材61から離間すると、シート体82は、その弾性により、各スリット82c間の平面部82bが大きく傾斜することなく平坦形状に変形して、トナーを略真上に跳ね上げる。
As shown in FIG. 2, the
第2実施形態によれば、一対の凹凸部73、74は、互いに複数の三角柱体が軸線方向に並び、この三角柱体の斜面部73a、74aが互いに軸線方向の逆方向を向くように形成される。このことによって、シート体82が回転して、開放端82aが第1仕切り部材61に当接すると、シート体82は平面部82bでトナーを保持するとともに撓む。次に、開放端82aが第1仕切り部材61から離間すると、シート体82はトナーを上面壁51bに向かって跳ね上げ、軸線方向の逆方向を向く斜面部73a、74aにトナーを衝突させるので、トナーが軸線方向に拡散し、トナー収容部59内に落下すると、トナー堆積面の高さが均一になる。均一なトナー堆積面の高さに基づいて、トナー収容部59内のトナーの残量を検知するので、正確なトナー残量を検知することができる。
According to the second embodiment, the pair of concavo-
また、シート体82の平面部82bは、開放端82aから軸部81側に向けた複数のスリット82cが形成されることによって、部材の製作誤差、また組立上のズレ等により、解放端82aが第1仕切り部材61に傾斜して当接するとしても、各スリット82c間の解放端82aが互いに第1仕切り部材61に当接し、各スリット82c間の平面部82b上に担持されたトナーが上壁51bに向けて、略真上に跳ね上げられるので、斜面部73a、74aに衝突したトナーが軸線方向にムラなく拡散される。
In addition, the
(第3実施形態)
図8は、本発明の第3実施形態である現像装置におけるシート体の構成を示す平面図である。シート体82は、PETのような可撓性を有する樹脂で構成され、軸部81の軸線方向における全長にわたって矩形を呈する平板状に形成される。その一端が軸部81に片持ち支持され、その開放端82aが軸部81の軸線方向に平行な開放端にされている。平面部82bには、複数の開口82dが形成される。この開口82dにより、平面部82b上に担持するトナー量が制限されることになり、シート体82は制限された量のトナーを上面壁51bに向かって跳ね上げ、一対の凹凸部71、72にトナーを衝突させるので、その開口の大きさに応じて、搬送するトナー量を調整することができる。
(Third embodiment)
FIG. 8 is a plan view showing the configuration of the sheet member in the developing device according to the third embodiment of the present invention. The
尚、上記第1から第3実施形態では、ロータリー式現像ユニット2に適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、タンデム式現像ユニットに適用してもよい。
In the first to third embodiments, an example in which the present invention is applied to the
また、上記第1および第2実施形態では、一対の凹凸部を正弦波形状、または複数の直角三角柱体で構成したが、本発明はこれに限らず、一対の複数の2等辺三角柱体で構成し、その斜面部の位相を互いに異ならせてもよい。この場合も上記同様、その斜面部で軸線方向にトナーを拡散させることができる。 In the first and second embodiments, the pair of concave and convex portions is formed in a sinusoidal shape or a plurality of right-angled triangular prisms. However, the present invention is not limited thereto, and is configured by a pair of a plurality of isosceles triangular prisms. However, the phases of the slope portions may be different from each other. In this case as well, the toner can be diffused in the axial direction on the inclined surface as described above.
また、上記第1および第2実施形態では、一対の凹凸部を軸線方向に並べる構成を示したが、本発明はこれに限らず、さらにもう一対の凹凸部を軸線方向に並べる構成にしてもよい。 Further, in the first and second embodiments, the configuration in which the pair of uneven portions is arranged in the axial direction is shown. However, the present invention is not limited to this, and another pair of uneven portions is arranged in the axial direction. Good.
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置における現像装置及びこれを用いた画像形成装置に利用することができる。 The present invention can be used for a developing device in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile, and an image forming apparatus using the developing device.
1 画像形成装置
2 ロータリー式現像ユニット
5a 発光部
5b 受光部
6 基台
7a 入射側光路部材
7b 出射側光路部材
8 清掃部材
9a、9b 腕部
15 ロータリーラック
15a 回転軸
16、16B、16Y、16C、16M 現像装置
51 枠体
53 現像ローラ
54 供給ローラ
55 規制部材
56 撹拌部材
58 トナー供給部
59 トナー収容部
61 第1仕切り部材(仕切り部材52)
62 第2仕切り部材(仕切り部材52)
71、73 第1凹凸部
71a、72a 山部
71b、72b 谷部
71c、72c 斜面部
72、74 第2凹凸部
73a、74a 斜面部
73b、74b 短面部
81 軸部
82 シート体
82a 開放端
82b 平面部
82c スリット
82d 開口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
62 Second partition member (partition member 52)
71, 73 First
Claims (7)
前記撹拌部材は前記回転軸に片持ち支持された可撓性を有するシート体を備え、前記シート体は回転軸方向に延びた開放端とトナーを矜持する平面部とを備え、
前記トナー収容部は、前記開放端が当接可能である側面壁と、一対の凹凸部が形成された上面壁とを有し、前記一対の凹凸部は回転軸方向に互い平行に凹部と凸部を繰り返した形状を有し前記各凹凸部の位相が互いに異なり、
前記シート体が回転して、前記開放端が前記側面壁に当接すると、前記シート体は前記平面部でトナーを矜持するとともに撓み、前記開放端が前記側面壁から離間すると、前記シート体はトナーを前記上面壁に向かって跳ね上げ前記一対の凹凸部にトナーを衝突させることを特徴とする現像装置。 Toner supported by a toner container, a toner supply part for supplying toner to the image carrier, a passage part through which toner moves from the toner container to the toner supply part, and a rotating shaft rotatable in the toner container. In a developing device comprising a stirring member that stirs
The stirring member includes a flexible sheet body that is cantilevered on the rotating shaft, and the sheet body includes an open end that extends in the rotating shaft direction and a flat surface that holds the toner.
The toner storage portion includes a side wall on which the open end can be contacted and an upper surface wall on which a pair of concavo-convex portions are formed. Have a shape of repeated parts, and the phase of each uneven part is different from each other,
When the sheet body rotates and the open end comes into contact with the side wall, the sheet body holds and bends toner at the flat portion, and when the open end is separated from the side wall, the sheet body is A developing device, wherein the toner is splashed toward the upper surface wall so that the toner collides with the pair of concave and convex portions.
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