JP2009086422A - Developing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、補給用トナーが収納されたトナーコンテナと、該トナーコンテナに収納された補給用トナーが補給される現像器と、前記トナーコンテナと連通して前記補給用トナーを略水平方向に搬送する第1トナー補給経路と、該第1トナー補給経路と前記現像器とに連通して前記補給用トナーを前記第1トナー補給経路から前記現像器へと略垂直方向に搬送する第2トナー補給経路と、を備えた現像装置、及びこの現像装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a toner container in which supply toner is stored, a developing device in which the supply toner stored in the toner container is supplied, and the supply toner communicated with the toner container in a substantially horizontal direction. A first toner supply path, and a second toner supply that communicates with the first toner supply path and the developing device to convey the supply toner from the first toner supply route to the developing device in a substantially vertical direction. A developing device including the path, and an image forming apparatus including the developing device.
従来から、複写機・プリンタ・ファクシミリ、或いはこれらを機能的に複合した複合機等の画像形成装置に用いられる現像装置には、例えば、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色のトナーを用いて画像形成を行うようなタンデム方式のカラープリンタ等のように、複数の現像器を並列的に配置すると共に各現像器に対向して一つの無端状の転写ベルト(又は搬送ベルト)を配置し、その転写ベルトの回動移動によって搬送過程にある転写紙の表面にトナーを転写するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, developing devices used in image forming apparatuses such as copiers, printers, facsimiles, or multifunction devices that are functionally combined with these include yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and the like. A plurality of developing units are arranged in parallel and one endless shape is opposed to each developing unit, such as a tandem type color printer that performs image formation using four color toners of black (K). A transfer belt (or a transport belt) is arranged, and toner is transferred to the surface of transfer paper in the transport process by the rotational movement of the transfer belt (see, for example, Patent Document 1).
この際、各現像器には現像器内のトナー量を検知するトナーセンサが設置されており、そのトナーセンサの検知結果に応じて補給用トナーを収納したトナーコンテナから補給用トナーが現像器へと補給される。 At this time, each developing device is provided with a toner sensor for detecting the toner amount in the developing device, and the replenishing toner is supplied from the toner container containing the replenishing toner to the developing device according to the detection result of the toner sensor. Will be replenished.
一方、近年の画像形成装置は、機能性(例えば、高画質化や高速処理化等)の向上が要求されると共にコンパクト化が要求され、画像形成装置本体内部の各機器においても、機能性とコンパクト性とを確保する配置としている。 On the other hand, recent image forming apparatuses are required to have improved functionality (for example, higher image quality and higher speed processing) and are required to be more compact. It is arranged to ensure compactness.
これに伴い、上述したトナーコンテナは、現像器へのトナー補給に伴って収納した補給用トナーが無くなった際の交換作業の容易性を確保するため、画像形成装置本体内部の比較的上部に設置することが望ましい。 Accordingly, the toner container described above is installed at a relatively upper part inside the main body of the image forming apparatus in order to ensure easy replacement work when the toner for replenishment stored along with the toner replenishment to the developing device runs out. It is desirable to do.
これに対し、現像器にあっては、現像器内のトナーの循環性等を考慮すると、無端状の転写ベルトの下部側に設置するのが望ましい。 On the other hand, it is desirable that the developing device be installed on the lower side of the endless transfer belt in consideration of the circulation of toner in the developing device.
従って、トナーコンテナと現像器とは、上下に離間状態で配置せざるを得なくなっており、トナーコンテナから現像器に補給用トナーを補給するためには、これらを連通するトナー補給経路が必要となる。 Accordingly, the toner container and the developing device must be arranged apart from each other in the vertical direction, and in order to replenish the replenishment toner from the toner container to the developing device, a toner replenishing path that communicates them is required. Become.
このトナー補給経路は、特に、上述した複数の現像器を並列的に配置すると共に各現像器に対向して一つの無端状の転写ベルトを配置した場合、トナーコンテナと現像器とを上下に離間させると、その間に転写ベルトが存在する場合がある。 This toner replenishment path is particularly arranged when the above-mentioned plurality of developing devices are arranged in parallel and one endless transfer belt is arranged facing each developing device, and the toner container and the developing device are separated vertically. In such a case, a transfer belt may exist between them.
このようなトナーコンテナと現像器との間に転写ベルトが存在すると、転写ベルトを避けるために略水平方向に補給用トナーを搬送する水平トナー補給経路と、少なくともトナーコンテナと現像器との上下離間距離に相当する距離だけ略垂直方向に補給用トナーを搬送する垂直搬送経路と、でトナー補給経路を構成する必要が生じてくる。 When a transfer belt exists between the toner container and the developing device, a horizontal toner replenishing path for transporting the replenishing toner in a substantially horizontal direction to avoid the transfer belt, and at least the vertical separation between the toner container and the developing device. It is necessary to form a toner replenishment path with a vertical conveyance path for conveying the replenishment toner in a substantially vertical direction by a distance corresponding to the distance.
尚、このような水平方向と垂直方向の2方向でトナー補給経路を構成した場合、少なくとも、水平方向に延びる水平トナー補給経路では、スクリューやスパイラル等を用いて補給用トナーを現像器上部にまで水平搬送させた後、垂直トナー補給経路を経て、自重により現像器内に補給させることになる。 When the toner replenishment path is configured in two directions, such as the horizontal direction and the vertical direction, at least in the horizontal toner replenishment path extending in the horizontal direction, the replenishment toner is supplied to the upper portion of the developing device using a screw or a spiral. After the horizontal conveyance, the developer is replenished by its own weight through the vertical toner replenishment path.
この際、上述したトナー補給経路は、例えば、タンデム方式のカラープリンタ等の場合には、部品点数の削減や画像形成装置本体の小型化の観点から、上述したスクリューやスパイラル等を同軸上に配置し、一つの駆動源(搬送駆動部)によって同時に駆動させるのが好ましい。 In this case, the above-described toner replenishment path is, for example, in the case of a tandem color printer or the like, from the viewpoint of reducing the number of components and downsizing the image forming apparatus main body, the above-described screws, spirals, and the like are arranged coaxially. However, it is preferable to drive them simultaneously by one drive source (conveyance drive unit).
また、例えば、モノクロモード等の単色印字処理を行う場合、他の色の現像器内のトナーが無消費状態なまま現像器内を攪拌し続けると、トナーが劣化して画像濃度低下等の不具合の発生要因となるため、印字を行わない現像器の駆動は停止させておく方法が良く知られている。
ところが、上記の如く構成された現像装置にあっては、水平トナー補給経路と垂直トナー補給経路との境界部分(連通部分)において、水平トナー補給経路の開口面積の方が垂直トナー補給経路の開口面積よりも大きいと、水平トナー補給経路からスクリューやスパイラル等で強制的に垂直トナー補給経路へと搬送しようとする補給用トナーが詰まり易いという問題が生じていた。 However, in the developing device configured as described above, the opening area of the horizontal toner supply path is larger than the opening area of the vertical toner supply path at the boundary portion (communication portion) between the horizontal toner supply path and the vertical toner supply path. If the area is larger than the area, there is a problem that the replenishment toner that is forced to be conveyed from the horizontal toner replenishment path to the vertical toner replenishment path by a screw or a spiral is easily clogged.
また、補給用トナーの補給時には、各トナーコンテナ毎に各トナー補給経路へと補給用トナーが補給されるものの、トナー補給経路では、全てのものが同時に搬送駆動をする構成を採用している。 Further, when replenishing toner is replenished, the toner for replenishment is replenished to each toner replenishment path for each toner container.
従って、補給用トナーをトナー補給経路から現像器へと補給した際、例えば、現像器に設けられたトナー濃度検知センサのトナー濃度検知によって補給用トナーの補給が終了した場合に、水平トナー補給経路に補給用トナーが残存していると、その残存しているトナーが他の現像器への補給用トナーの補給時に不測に垂直トナー補給経路へと追加補給されることとなる。 Therefore, when the replenishment toner is replenished from the toner replenishment path to the developing device, for example, when the replenishment of the replenishing toner is completed by the toner concentration detection of the toner concentration detection sensor provided in the developing device, the horizontal toner replenishment route If the replenishment toner remains, the remaining toner is unexpectedly additionally supplied to the vertical toner replenishment path when the replenishment toner is replenished to other developing devices.
この際、水平トナー補給経路に残存した補給用トナーは、現像器内でのトナー攪拌駆動が停止していることから、垂直トナー補給経路に補給されたままとなるため、この垂直トナー補給経路内で不測に補給された補給用トナーが満杯となってしまうと、水平トナー補給経路に残存したままの補給用トナーは行き場がなくなり、スクリューやスパイラル等で強制的に垂直トナー補給経路へと搬送しようとする圧力によってトナー詰まりが発生してしまう問題が発生していた。 At this time, the toner for replenishment remaining in the horizontal toner replenishment path is not replenished in the vertical toner replenishment path because the toner agitation drive in the developing device is stopped. If the replenishment toner replenished unexpectedly becomes full, the replenishment toner that remains in the horizontal toner replenishment path has no place to go and is forcibly conveyed to the vertical toner replenishment path with a screw or spiral. This causes a problem that toner clogging occurs due to the pressure.
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、トナー補給経路における補給用トナーのトナー詰まりを抑制することができる現像装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a developing device capable of suppressing toner clogging of replenishment toner in a toner replenishment path.
本発明の現像装置は、補給用トナーが収納されたトナーコンテナと、該トナーコンテナに収納された補給用トナーが補給される現像器と、前記トナーコンテナと連通して前記補給用トナーを略水平方向に搬送する第1トナー補給経路と、該第1トナー補給経路と前記現像器とに連通して前記補給用トナーを前記第1トナー補給経路から前記現像器へと略垂直方向に搬送する第2トナー補給経路と、を備えた現像装置において、前記第2トナー補給経路の開口面積の方が前記第1トナー補給経路の開口面積よりも大きいことを特徴とする。 The developing device of the present invention includes a toner container in which supply toner is stored, a developing device in which the supply toner stored in the toner container is supplied, and the supply toner in communication with the toner container. A first toner replenishing path that conveys the toner in a direction, and a first toner replenishing path that communicates with the developing device and that conveys the replenishing toner from the first toner replenishing route to the developing device in a substantially vertical direction. In the developing device having the two toner supply path, the opening area of the second toner supply path is larger than the opening area of the first toner supply path.
この際、前記第2トナー補給経路の体積の方が前記第1トナー補給経路の体積よりも大きいのが望ましい。 At this time, the volume of the second toner supply path is preferably larger than the volume of the first toner supply path.
また、本発明は前記した何れかの構成からなる現像装置を採用した画像形成装置とすることができる。 In addition, the present invention can be an image forming apparatus employing a developing device having any one of the above-described configurations.
本発明の現像装置は、トナー補給経路における補給用トナーのトナー詰まりを抑制することができる。 The developing device of the present invention can suppress toner clogging of the replenishment toner in the toner replenishment path.
次に、本発明の一実施形態に係る現像装置について、図面を参照して説明する。 Next, a developing device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施形態に係る現像装置を備えた画像形成装置としてのタンデム方式のフルカラープリンタの説明図、図2は本発明の一実施形態に係る現像装置の説明図、図3は本発明の一実施形態に係る現像装置の作用説明図である。 FIG. 1 is an explanatory diagram of a tandem type full-color printer as an image forming apparatus provided with a developing device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of the developing device according to an embodiment of the present invention, and FIG. It is an operation explanatory view of a developing device concerning one embodiment of the present invention.
(カラープリンタ11の全体構成)
図1において、本発明の一実施形態に係るカラープリンタ11は、プリンタ本体12の内部に、転写紙(図示せず)を収納する給紙カセット13と、給紙カセット13から転写紙を取り出す給紙部14と、給紙カセット13又は図示を略する手差トレイから供給された転写紙に画像形成処理を行う画像形成部15と、給紙カセット13又は手差トレイから供給された転写紙を転写紙搬送経路16で案内しつつ画像形成部15で画像形成処理したトナー像を転写する二次転写部17と、転写後のトナー像を転写紙に定着する定着部18とを備えている。
(Overall configuration of the color printer 11)
In FIG. 1, a
尚、二次転写部17でトナー像を転写した転写紙は転写紙搬送経路16を通って定着部18で定着された後、転写紙搬送経路16の終端部へと案内されてプリンタ本体12の上面として兼用する排紙トレイ12aに向けて排出される。
The transfer paper onto which the toner image has been transferred by the secondary transfer unit 17 is fixed by the fixing unit 18 through the transfer
(画像形成部15の構成)
画像形成部15は、例えば、マゼンダ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)、ブラック(K)の4色のトナー(現像剤)を配置して画像形成処理を行うタンデム方式が採用されており、これら各色の補給用トナーを収納した複数のトナーコンテナ19と、これら各色のトナーを図示を略するパーソナルコンピュータから送信された印刷データに含まれる画像データに基づいてトナー像を形成するドラム状の感光体20と、感光体20にトナーを供給する現像器21と、感光体20に形成されたトナー像が転写される一次転写体としての無端ベルト状の中間転写ベルト(一次転写体)22と、各色毎の感光体20と中間転写ベルト22を挟んで対向配置された一次転写ローラ23と、中間転写ベルト22の回動移動方向最下流側の現像器21と二次転写部17との間に配置されたトナー濃度検知センサ24と、トナー濃度検知センサ24とは略反対側に配置されて中間転写ベルト22の表面に付着した残トナー等を除去するクリーニングデバイス25と、を備えている。
(Configuration of the image forming unit 15)
For example, the
各感光体20は、ドラム状のものが用いられており、現像器21と共に中間転写ベルト22の下方に配置されている。また、各感光体20には、帯電器26、露光器27、現像器21、一次転写ローラ23、除電器28が、この順(現像プロセス順)に感光体20の周囲に配置され、これらによって実質的に画像形成部15を構成している。また、一次転写ローラ23と除電器28との間には、感光体20の表面に付着した残トナー等を除去するクリーニングデバイス29が設けられている。これにより、各感光体20の表面には、露光器27から出射されたレーザビームに基づいて各色のトナー像を担持して中間転写ベルト22にトナー像を転写することができる。
Each
各現像器21は、基本的に同一構成のものが中間転写ベルト22の下方に回動移動方向に沿って隣接配置されている。
Each developing
中間転写ベルト22は、プリンタ本体12内で水平方向に延びて配置された無端ベルトであり、画像形成動作に伴って循環駆動(回動移動)される。
The
感光体20と一次転写ローラ23との協働によって構成された各一次転写部で中間転写ベルト22上に転写されたトナー像は、給紙カセット13又は手差トレイから転写紙搬送経路16を通って搬送されてきた転写紙に対し二次転写部17で転写される。
The toner image transferred onto the
トナー濃度検知センサ24は、中間転写ベルト22のトナー像の反射濃度を測定し、その検知値に基づいて各現像器21のトナー補給や現像器21に印加するバイアス電圧等の現像条件、帯電器26の帯電条件、露光器27のレーザパワー等の露光条件、除電器28のイレース光量、等のキャリブレーションを実行するために用いている。
The toner
トナー濃度検知センサ24は、中間転写ベルト22の回動移動方向とこの回動移動方向と直交する幅方向に複数設けることができる。この際、トナー濃度検知センサ24は、中間転写ベルト22の幅方向片側だけのトナー濃度を検知したのでは片焼けの場合に対応できないため、両幅付近に配置するのが好ましい。
A plurality of toner
また、各トナーコンテナ19と各現像器21とは、中間転写ベルト22の上下に離間配置されていることから、図2に示すように、トナーコンテナ19から現像器21への補給用トナーの補給には、中間転写ベルト22を避けるために略水平方向に補給用トナーを搬送する第1トナー補給経路30と、少なくともトナーコンテナ19と現像器21との上下離間距離に相当する距離だけ略垂直方向に補給用トナーを搬送する第2トナー補給経路31とでトナー補給経路を構成している。
Further, since each
この際、第1トナー補給経路30では、スパイラル(又はスクリュー)32によって補給用トナーが搬送される。このスパイラル32は、各トナーコンテナ19に対応して設けられており、同軸上で回転すると共に、一つの駆動モータ33で共有して同時回転する。尚、駆動モータ33は、トナーコンテナ19内の補給用トナーをトナーコンテナ19内で攪拌・搬送するための駆動系を駆動させる駆動モータ34で共有することも可能である。
At this time, in the first
また、第2トナー補給経路31の開口面積の方が第1トナー補給経路30の開口面積よりも大きく、第2トナー補給経路31の体積の方が第1トナー補給経路30の体積よりも大きく設定されている。
Further, the opening area of the second
以下、本発明の現像装置の具体的な実施例を説明する。 Hereinafter, specific examples of the developing device of the present invention will be described.
本発明の現像装置におけるトナー補給動作は、各現像器21に設置されたトナー濃度センサ35によって現像器21内のトナーが少ないと検知されると、トナーコンテナ19に設置されているトナー補給モータ(図示せず)が駆動することにより第1トナー補給経路30に補給用トナーが補給される。
In the toner replenishing operation in the developing device of the present invention, when the
また、第1トナー補給経路30に補給された補給用トナーは、一つの駆動モータ33の駆動によりスパイラル32が回転して略水平方向に搬送された後、その経路終点部で第2トナー補給経路31へと供給され、第2トナー補給経路31で自重により落下し、現像器21に補給される。
Further, after the supply toner supplied to the first
この時、第1トナー補給経路30内で補給トナーが満杯状態で第2トナー補給経路31の開口面に到達した場合においても、図3に示すように、第1トナー補給経路30の開口面積A(a×c)と、第2トナー補給経路31の開口面積B(a×b)とは、A<Bとして、第2トナー補給経路31の開口面積Bの方が第1トナー補給経路30の開口面積Aよりも大きくなっていることから、第1トナー補給経路30から第2トナー補給経路31へと確実に補給用トナーが搬送される。
At this time, even when the replenished toner reaches the opening surface of the second
また、現像器21内の駆動が停止中に、第1トナー補給経路30に補給用トナーが残存していた状態で、一つの駆動モータ33により他のトナーコンテナ19から補給用トナーを現像器21にトナー補給を行ったとしても、第1トナー補給経路30に残存した補給用トナーの最大量は、第1トナー補給経路30の体積分のトナー量となる。
Further, while the driving in the developing
従って、第1トナー補給経路30の体積C(a×c×e)に対して、第2トナー補給経路31の体積D(a×b×d)を、C<Dとすることにより、例え、第1トナー補給経路30に満杯状態で補給用トナーが残存していたとしても、その補給用トナーは全て第2トナー補給経路31に補給されることとなる。
Accordingly, by setting the volume D (a × b × d) of the second
従って、トナー補給経路30の内部にて残存してしまった補給用トナーが、スパイラル32によって強制搬送されたとしても、その補給用トナーの行き場が無くなり、補給用トナーが第1トナー補給経路30内で詰まることが抑制される。
Therefore, even if the replenishment toner remaining inside the
ところで、前記実施の形態では、本発明の現像装置をカラープリンタ11に適用して説明したが、例えば、プリンタ機能と複写機能とを具備したカラー複合機のように、画像形成装置全般に適用することができることは勿論である。
In the above embodiment, the developing device of the present invention is applied to the
11…カラープリンタ(画像形成装置)
19…トナーコンテナ
21…現像器
30…第1トナー補給経路
31…第2トナー補給経路
11. Color printer (image forming apparatus)
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記第2トナー補給経路の開口面積の方が前記第1トナー補給経路の開口面積よりも大きいことを特徴とする現像装置。 A toner container in which supply toner is stored; a developer in which the supply toner stored in the toner container is supplied; and a first toner that communicates with the toner container and conveys the supply toner in a substantially horizontal direction. A replenishment path, and a second toner replenishment path that communicates with the first toner replenishment path and the developing device and conveys the replenishment toner from the first toner replenishment route to the developing device in a substantially vertical direction. In the developing device provided,
The developing device according to claim 1, wherein an opening area of the second toner supply path is larger than an opening area of the first toner supply path.
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