JP2010282040A - Developing device and image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developing device capable of continuously and stably supplying only a necessary amount of a developer having appropriate toner density and a charge quantity from a developer storage unit to a developing unit. <P>SOLUTION: The developing device includes: the developing unit; the developer storage unit 40; a rotary feeder 50 provided below the developer storage unit to discharge the developer in the developer storage unit; and a developer circulation means for transferring the developer discharged from the rotary feeder by using air. The rotary feeder 50 includes: a stator 55; an inflow port 56 formed at the upper side of the stator through which the developer from the developer storage unit flows in; a discharge port 57 formed at the lower side of the stator through which the developer is discharged; and a rotatably supported rotor 51 disposed in a space of the stator and having a plurality of blades radially extending from a shaft. At least one of the inflow port and the discharge port of the rotary feeder is formed in a position shifted from a vertical center line drawn from the rotation axis of the rotor. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いた現像装置と、その現像装置を備えた複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置に関する。   The present invention relates to a developing device using a two-component developer composed of a toner and a carrier, and an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a plotter, a facsimile, or a complex machine including the developing device.

複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の電子写真方式の画像形成装置においては、感光体等の潜像担持体上に形成した静電潜像を現像するための現像装置を備えており、この現像装置は、例えばトナーとキャリアから成る二成分現像剤を用いて、潜像担持体上の静電潜像を現像剤のトナーで現像して可視化する装置である。
このような二成分現像剤を用いた現像装置では、現像領域で現像処理を終了してトナーが消費された現像剤は回収され、トナーホッパーやトナーカトリッジ等から補給されるトナーと混合、撹拌され、再び現像に供される。また、このような構成の現像装置に用いられる現像剤は、安定したトナー画像を得るために、一定のトナー濃度と帯電量を維持する必要がある。トナー濃度は現像で消費したトナーと補給トナー量により調整され、帯電量はキャリアとトナーとの混合時の摩擦帯電により付与される。そして現像装置は、トナーとキャリアから成る二成分現像剤の撹拌を充分に行い、トナー濃度分布を均一化するとともに、トナーに帯電を付与し、トナー画像の安定化を行っている。
In an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a plotter, a facsimile, or a composite machine of these, a developing device for developing an electrostatic latent image formed on a latent image carrier such as a photosensitive member is provided. The developing device is a device that develops and visualizes an electrostatic latent image on a latent image carrier with toner of a developer using, for example, a two-component developer composed of toner and carrier.
In such a developing device using a two-component developer, the developer that has completed the developing process in the developing region and has consumed the toner is collected, mixed with the toner replenished from the toner hopper, toner cartridge, etc., and stirred. And again subjected to development. Further, the developer used in the developing device having such a configuration needs to maintain a constant toner concentration and charge amount in order to obtain a stable toner image. The toner density is adjusted by the amount of toner consumed during development and the amount of replenished toner, and the charge amount is given by frictional charging during mixing of the carrier and toner. The developing device sufficiently agitates the two-component developer composed of the toner and the carrier to make the toner density distribution uniform, and to charge the toner and stabilize the toner image.

一般的な現像装置では、補給されたトナーが現像剤担持体である現像ローラに汲み上げられるまでの僅かな時間の間に、2本の現像剤混合攪拌部材(例えばスクリュ)の回転による撹拌効果を利用してトナーの分散及び帯電を行っているため、特にトナーの収支が多い場合には補給されたトナーが十分に分散することなく現像ローラに汲み上げられてしまい、地汚れやトナー飛散が発生してしまうという問題があった。   In a general developing device, the stirring effect due to the rotation of two developer mixing agitating members (for example, screws) is exerted for a short time until the replenished toner is pumped up to the developing roller as a developer carrying member. Since the toner is dispersed and charged using the toner, the replenished toner is pumped up to the developing roller without being sufficiently dispersed, particularly when there is a large amount of toner, resulting in background contamination and toner scattering. There was a problem that.

そこで、このような問題を解決するために、現像部から離れた位置に別途撹拌部を設けると共に、現像部と撹拌部とを現像剤循環手段によって接続し、撹拌部で現像剤の状態に応じた撹拌を行うことでトナー濃度及び帯電量を適切に調整した後に、現像剤を現像部に供給する現像装置が提案されている(例えば、特許文献1(特許第3734096号公報)、特許文献2(特許第3349286号公報)及び特許文献3(特開平11−143196号公報))。
また、本発明者らは先に、上記と同様の構成で、より撹拌性能の優れた撹拌システムを用いた現像装置を提案している(特許文献4(特開2007−193301号公報)、特許文献5(特開2008−299217号公報)、特許文献6(特開2008−3561号公報))。
Therefore, in order to solve such a problem, a separate stirring unit is provided at a position away from the developing unit, and the developing unit and the stirring unit are connected by a developer circulation means, and the stirring unit is used according to the state of the developer. There has been proposed a developing device that appropriately adjusts the toner concentration and the charge amount by performing agitation, and then supplies the developer to the developing unit (for example, Patent Document 1 (Japanese Patent No. 3734096), Patent Document 2). (Japanese Patent No. 3349286) and Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 11-143196).
Further, the present inventors have previously proposed a developing device using a stirring system having the same configuration as described above and having a higher stirring performance (Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-193301)). Document 5 (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-299217), Patent Document 6 (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-3561)).

上述の特許文献1〜6に記載されているような、空気(エア)を利用して現像剤を循環させる現像装置においては以下のような課題がある。
現像剤を空気を利用して管内を連続的に搬送する場合、現像装置の主な構成は、現像部、現像剤収納部、現像剤供給部、現像剤循環手段(輸送管、空気供給源)である。この構成では空気の圧力(正圧)と流速とを利用して現像剤を搬送するため、空気搬送元と搬送先(大気圧)との間には差圧が発生する。また、この現像装置は、現像部に送られた現像剤が、現像部から現像剤収納部に回収され、再び搬送される(循環している)ため、現像剤収納部も大気圧である。
従って、現像剤を現像部へ搬送するためには、現像剤供給部と現像剤収納部をシールし、空気供給源の空気が現像剤収容部に洩れないようにする必要がある。空気が洩れると、現像剤を搬送するための圧力が低下して搬送量が十分確保できない。また、空気が現像剤収納部に逆流する(現像剤収容部に圧力がかかる)と、現像剤収容部から現像剤供給部に入る現像剤が逆流する空気によって妨げられ、排出量の低下や、ばらつきが発生する。また、現像剤収納部が流入する空気によって内圧が上昇し、現像部から回収する現像剤の流入を妨げる恐れもある。
A developing device that circulates a developer using air as described in Patent Documents 1 to 6 described above has the following problems.
When the developer is continuously conveyed through the pipe using air, the main configuration of the developing device is as follows: developing unit, developer storage unit, developer supply unit, developer circulation means (transport pipe, air supply source) It is. In this configuration, the developer is transported using the air pressure (positive pressure) and the flow velocity, so that a differential pressure is generated between the air transport source and the transport destination (atmospheric pressure). Further, in this developing device, the developer sent to the developing unit is collected from the developing unit to the developer containing unit and conveyed (circulated) again, so that the developer containing unit is also at atmospheric pressure.
Therefore, in order to transport the developer to the developing unit, it is necessary to seal the developer supply unit and the developer storage unit so that the air from the air supply source does not leak into the developer storage unit. If the air leaks, the pressure for transporting the developer decreases and the transport amount cannot be secured sufficiently. In addition, when air flows back to the developer storage section (pressure is applied to the developer storage section), the developer entering the developer supply section from the developer storage section is hindered by the backflowing air, and the discharge amount decreases, Variation occurs. In addition, the internal pressure rises due to the air flowing into the developer storage unit, which may hinder the inflow of the developer recovered from the development unit.

現像剤供給部を構成する供給装置として一般的に用いられるものに、ロータリフィーダがある。ロータリフィーダは、回転する複数の羽根を持ったロータと、ロータを覆うステータからなり、定量性、制御性に優れた機構であるが、シール性が不足すると上述した空気の逆流が発生する。シール性を確保する方法として、ロータの羽根を弾性体としてステータとの間で食い込みを持たせる方法があるが、経時の劣化(ロータ及びステータの削れ等)が顕著となり実用的ではない。特に、現像剤を構成するキャリアは鉄やフェライトであるため、硬度が高いことからこの方法により耐久性を得ることは困難である。   A rotary feeder is generally used as a supply device constituting the developer supply unit. The rotary feeder is composed of a rotor having a plurality of rotating blades and a stator covering the rotor, and is a mechanism having excellent quantitative and controllability. However, when the sealing property is insufficient, the above-described air backflow occurs. As a method for ensuring the sealing performance, there is a method in which the blades of the rotor are used as an elastic body so that the rotor bites into the stator. However, deterioration over time (rotation of the rotor and the stator, etc.) becomes remarkable, which is not practical. In particular, since the carrier constituting the developer is iron or ferrite and has high hardness, it is difficult to obtain durability by this method.

そこで、この課題を解決する方法として本発明者らは、特許文献5において、ロータととステータの間の隙間(クリアランス)を適正化することで空気の逆流を防止する方法を提案している。しかし、この方法ではロータとステータの加工精度が要求され、コスト高となる。   Therefore, as a method for solving this problem, the present inventors have proposed a method for preventing the backflow of air by optimizing the gap (clearance) between the rotor and the stator in Patent Document 5. However, this method requires processing accuracy of the rotor and the stator, and increases the cost.

また、本発明者らは先に、ロータリフィーダのシール性を向上させる手段として、故意に現像剤の一部を排出しないで、ロータとステータのクリアランス部に現像剤を滞留させる方法を提案している(特願2007−272944)。しかし、この方法では、現像剤の一部を排出しないため、ロータリフィーダの容積効率が低下するという課題(副作用)がある。   In addition, the present inventors previously proposed a method for retaining the developer in the clearance between the rotor and the stator without intentionally discharging a part of the developer as a means for improving the sealing performance of the rotary feeder. (Japanese Patent Application No. 2007-272944). However, in this method, since a part of the developer is not discharged, there is a problem (side effect) that the volumetric efficiency of the rotary feeder is lowered.

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、空気供給源からの空気がロータリフィーダを介して現像剤収容部へ進入する進入量を大幅に低減すると共に、確実にロータリフィーダ内部の現像剤を排出でき(容積効率を向上)、現像剤収容部から現像部に適切なトナー濃度と帯電量を持った現像剤を現像に必要な量だけ連続的に安定供給することができる現像装置を提供することを目的とし、さらには、その現像装置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 in view of the above-described points, and greatly reduces the amount of air entering from the air supply source into the developer accommodating portion via the rotary feeder, and reliably develops the inside of the rotary feeder. A developing device that can discharge the developer (improves volumetric efficiency) and can stably supply the developer having an appropriate toner concentration and charge amount from the developer accommodating portion to the developing portion continuously in an amount necessary for development. It is another object of the present invention to provide an image forming apparatus including the developing device.

上述の目的を達成するため、本発明では以下のような解決手段を採っている。
本発明の第1の解決手段は、潜像担持体上の潜像を現像剤で現像する現像部と、前記現像部の外部に設けられ現像剤の一部を収容する現像剤収納部と、前記現像剤収納部の下方に設けられ該現像剤収納部の現像剤を排出するロータリフィーダと、前記ロータリフィーダから排出された現像剤を空気を利用して前記現像部に移送する現像剤循環手段とを備えた現像装置において、前記ロータリフィーダは、内部に円筒状の空間を有するステータと、該ステータの上部側に設けられ前記現像剤収納部からの現像剤が流入する流入孔(開口部)と、前記ステータの下部側に設けられ現像剤が排出される排出孔(開口部)と、前記ステータの空間内に配置され軸部から放射状に延びる複数の羽根を有する回転自在に軸支されたロータを備え、前記ロータリフィーダの流入孔と排出孔の少なくとも一方は、前記ロータの回転軸から引いた鉛直方向の中心線に対してずらした位置に設けることを特徴とする(請求項1)。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following solutions.
The first solving means of the present invention includes: a developing unit that develops a latent image on a latent image carrier with a developer; a developer accommodating unit that is provided outside the developing unit and accommodates a part of the developer; A rotary feeder that is provided below the developer storage unit and discharges the developer in the developer storage unit, and a developer circulation unit that transfers the developer discharged from the rotary feeder to the development unit using air. The rotary feeder includes a stator having a cylindrical space inside, and an inflow hole (opening portion) that is provided on the upper side of the stator and into which the developer from the developer storage portion flows. And a discharge hole (opening) provided on the lower side of the stator for discharging developer, and a plurality of blades arranged in the space of the stator and extending radially from the shaft portion. A rotor, At least one of the inlet hole and the discharge hole of Rifida is characterized in that provided at a position shifted with respect to the center line of the drawn from the rotational axis vertical direction of the rotor (claim 1).

本発明の第2の解決手段は、潜像担持体上の潜像を現像剤で現像する現像部と、前記現像部の外部に設けられ現像剤の一部を収容する現像剤収納部と、前記現像剤収納部の下方に設けられ該現像剤収納部の現像剤を排出するロータリフィーダと、前記ロータリフィーダから排出された現像剤を空気を利用して前記現像部に移送する現像剤循環手段とを備えた現像装置において、前記ロータリフィーダは、内部に円筒状の空間を有するステータと、該ステータの上部側に設けられ前記現像剤収納部からの現像剤が流入する流入孔(開口部)と、前記ステータの下部側に設けられ現像剤が排出される排出孔(開口部)と、前記ステータの空間内に配置され軸部から放射状に延びる複数の羽根を有する回転自在に軸支されたロータを備え、前記ロータリフィーダの排出孔の中心点を、前記ロータの回転軸から引いた鉛直方向の中心線に対して該ロータの回転方向上流側にシフトさせた位置に設けることを特徴とする(請求項2)。   The second solving means of the present invention comprises: a developing unit that develops a latent image on a latent image carrier with a developer; a developer accommodating unit that is provided outside the developing unit and accommodates a part of the developer; A rotary feeder that is provided below the developer storage unit and discharges the developer in the developer storage unit, and a developer circulation unit that transfers the developer discharged from the rotary feeder to the development unit using air. The rotary feeder includes a stator having a cylindrical space inside, and an inflow hole (opening portion) that is provided on the upper side of the stator and into which the developer from the developer storage portion flows. And a discharge hole (opening) provided on the lower side of the stator for discharging developer, and a plurality of blades arranged in the space of the stator and extending radially from the shaft portion. A rotor, The center point of the discharge hole of Rifida, characterized in that provided at a position shifted in the rotation direction upstream side of the rotor with respect to the center line vertical drawn from the axis of rotation of the rotor (claim 2).

本発明の第3の解決手段は、潜像担持体上の潜像を現像剤で現像する現像部と、前記現像部の外部に設けられ現像剤の一部を収容する現像剤収納部と、前記現像剤収納部の下方に設けられ該現像剤収納部の現像剤を排出するロータリフィーダと、前記ロータリフィーダから排出された現像剤を空気を利用して前記現像部に移送する現像剤循環手段とを備えた現像装置において、前記ロータリフィーダは、内部に円筒状の空間を有するステータと、該ステータの上部側に設けられ前記現像剤収納部からの現像剤が流入する流入孔(開口部)と、前記ステータの下部側に設けられ現像剤が排出される排出孔(開口部)と、前記ステータの空間内に配置され軸部から放射状に延びる複数の羽根を有する回転自在に軸支されたロータを備え、前記ロータリフィーダの流入孔の中心点を、前記ロータの回転軸から引いた鉛直方向の中心線に対して該ロータの回転方向下流側にシフトさせた位置に設けることを特徴とする。   The third solving means of the present invention comprises: a developing unit that develops a latent image on a latent image carrier with a developer; a developer accommodating unit that is provided outside the developing unit and accommodates a part of the developer; A rotary feeder that is provided below the developer storage unit and discharges the developer in the developer storage unit, and a developer circulation unit that transfers the developer discharged from the rotary feeder to the development unit using air. The rotary feeder includes a stator having a cylindrical space inside, and an inflow hole (opening portion) that is provided on the upper side of the stator and into which the developer from the developer storage portion flows. And a discharge hole (opening) provided on the lower side of the stator for discharging developer, and a plurality of blades arranged in the space of the stator and extending radially from the shaft portion. A rotor, The center point of the inlet of Rifida, characterized in that provided at a position shifted downstream in the rotation direction of the rotor with respect to the center line of the vertical drawn from the rotational axis of the rotor.

本発明の第4の解決手段は、潜像担持体上の潜像を現像剤で現像する現像部と、前記現像部の外部に設けられ現像剤の一部を収容する現像剤収納部と、前記現像剤収納部の下方に設けられ該現像剤収納部の現像剤を排出するロータリフィーダと、前記ロータリフィーダから排出された現像剤を空気を利用して前記現像部に移送する現像剤循環手段とを備えた現像装置において、前記ロータリフィーダは、内部に円筒状の空間を有するステータと、該ステータの上部側に設けられ前記現像剤収納部からの現像剤が流入する流入孔(開口部)と、前記ステータの下部側に設けられ現像剤が排出される排出孔(開口部)と、前記ステータの空間内に配置され軸部から放射状に延びる複数の羽根を有する回転自在に軸支されたロータを備え、前記ロータリフィーダの流入孔の中心点を、前記ロータの回転軸から引いた鉛直方向の中心線に対して該ロータの回転方向下流側にシフトさせた位置に設け、かつ排出孔の中心点を、前記ロータの鉛直方向の中心線に対して該ロータの回転方向上流側にシフトさせた位置に設けることを特徴とする(請求項4)。   The fourth solving means of the present invention comprises: a developing unit that develops a latent image on a latent image carrier with a developer; a developer accommodating unit that is provided outside the developing unit and accommodates a part of the developer; A rotary feeder that is provided below the developer storage unit and discharges the developer in the developer storage unit, and a developer circulation unit that transfers the developer discharged from the rotary feeder to the development unit using air. The rotary feeder includes a stator having a cylindrical space inside, and an inflow hole (opening portion) that is provided on the upper side of the stator and into which the developer from the developer storage portion flows. And a discharge hole (opening) provided on the lower side of the stator for discharging developer, and a plurality of blades arranged in the space of the stator and extending radially from the shaft portion. A rotor, The center point of the inflow hole of the feeder is provided at a position shifted to the downstream side in the rotation direction of the rotor with respect to the vertical center line drawn from the rotation axis of the rotor, and the center point of the discharge hole is set to the rotor Is provided at a position shifted to the upstream side in the rotational direction of the rotor with respect to the center line in the vertical direction.

本発明の第5の解決手段は、第1〜4の解決手段のいずれか一つに記載の現像装置において、前記排出孔は、前記ロータの鉛直方向の頂上点を0度とし、該ロータの回転方向をプラスとすると、90〜180度の間にあることを特徴とする(請求項5)。   According to a fifth solving means of the present invention, in the developing device according to any one of the first to fourth solving means, the discharge hole has a vertical apex point of the rotor of 0 degree, If the rotation direction is positive, the rotation direction is between 90 and 180 degrees (Claim 5).

本発明の第6の解決手段は、第1〜5の解決手段のいずれか一つに記載の現像装置において、前記排出孔の幅W1(ステータ開口部の弦の長さ)は、以下の式を満たすことを特徴とする。
W1>V/t
V:ロータ先端の周速(m/s)
t:ロータの軸近傍の現像剤が、自由落下でロータ外に到達するまでの時間(s)
t=√(2(R・r)/g)
R:ロータの半径(m)
r:ロータの軸半径(m)
g:重力加速度(m/s^2)
According to a sixth solving means of the present invention, in the developing device according to any one of the first to fifth solving means, the width W1 of the discharge hole (the length of the chord of the stator opening) is expressed by the following equation: It is characterized by satisfying.
W1> V / t
V: Peripheral speed of rotor tip (m / s)
t: Time required for the developer near the rotor axis to reach the outside of the rotor by free fall (s)
t = √ (2 (R · r) / g)
R: Radius of rotor (m)
r: Shaft radius of the rotor (m)
g: Gravitational acceleration (m / s ^ 2)

本発明の第7の解決手段は、第1〜6の解決手段のいずれか一つに記載の現像装置において、前記ロータの羽根の先端側の一部が、該ロータの回転方向に対して逆方向に傾斜を持つことを特徴とする(請求項7)。   According to a seventh solving means of the present invention, in the developing device according to any one of the first to sixth solving means, a part of the front end side of the blade of the rotor is opposite to the rotation direction of the rotor. It has an inclination in the direction (Claim 7).

本発明の第8の解決手段は、潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像して可視化する現像手段を備えた画像形成装置であって、前記現像手段として第1〜7の解決手段のいずれか一つに記載の現像装置を備えたことを特徴とする(請求項8)。   According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus including a latent image carrier and a developing unit that develops and visualizes the latent image on the latent image carrier. (7) A developing device according to any one of (7) solving means is provided.

第1、第2の解決手段の現像装置では、少なくともロータリフィーダの排出孔の中心点を、ロータの回転軸から引いた鉛直方向の中心線に対して該ロータの回転方向上流側にずらした(シフトさせた)位置に設けるので、上部の現像剤収納部からステータの流入孔を通って流入し、ロータ内に充填された現像剤がステータ下部側の排出孔(開口部)から排出される際に、排出孔を通過するロータの羽根の角度が、ロータの頂上点(ロータの回転軸から引いた鉛直方向の中心線の上側)を0度として、常に180度(垂直)以上にならないため、排出孔(開口部)の中心点が上記中心線の中心にあるより、現像剤の落下が早くなり、ロータ内に充填された現像剤の殆どを排出孔から排出することができる。
また、ロータの羽根が排出孔から流入孔に戻る区間では、ロータ内には現像剤がないため、空気がロータとステータのクリアランス部(ロータの羽根がステータと接触している個所)から逃げ易いが、排出孔の中心点がロータの回転軸から引いた鉛直方向の中心線に対して該ロータの回転方向上流側にあると、排出孔から流入孔に至る区間では、このクリアランス部の数が増えるため、空気が漏れにくくなり、現像剤循環手段の空気供給源からの空気を有効に利用できるようになる。
In the developing devices of the first and second solving means, at least the center point of the discharge hole of the rotary feeder is shifted to the upstream side in the rotation direction of the rotor with respect to the vertical center line drawn from the rotation axis of the rotor ( When the developer filled in the rotor is discharged from the discharge hole (opening) on the lower side of the stator, the developer flows from the upper developer storage portion through the inflow hole of the stator. In addition, since the angle of the rotor blades passing through the discharge hole is not always 180 degrees (vertical) or more, with the top point of the rotor (above the vertical center line drawn from the rotor rotation axis) being 0 degrees, The developer falls faster than the center point of the discharge hole (opening) is at the center of the center line, and most of the developer filled in the rotor can be discharged from the discharge hole.
Further, in the section where the rotor blades return from the discharge holes to the inflow holes, since there is no developer in the rotor, air easily escapes from the clearance between the rotor and the stator (where the rotor blades are in contact with the stator). However, if the center point of the discharge hole is on the upstream side in the rotation direction of the rotor with respect to the vertical center line drawn from the rotation axis of the rotor, the number of clearance portions in the section from the discharge hole to the inflow hole is Therefore, the air hardly leaks and the air from the air supply source of the developer circulating means can be used effectively.

第1、第3の解決手段の現像装置では、少なくともロータリフィーダの流入孔の中心点を、ロータの回転軸から引いた鉛直方向の中心線に対して該ロータの回転方向下流側にずらした(シフトさせた)位置に設けるので、現像剤収納部からロータリフィーダのロータ内への現像剤の流入がし易くなる。また、第2の解決手段と同様に、流入孔の中心点がロータの回転軸から引いた鉛直方向の中心線に対して該ロータの回転方向下流側にあると、排出孔から流入孔に至る区間では、クリアランス部(ロータの羽根がステータと接触している個所)の数が増えるため、空気が漏れにくくなり、現像剤循環手段の空気供給源からの空気を有効に利用できるようになる。   In the developing devices of the first and third solving means, at least the center point of the inflow hole of the rotary feeder is shifted downstream in the rotation direction of the rotor with respect to the vertical center line drawn from the rotation axis of the rotor ( Since it is provided at the shifted position, the developer can easily flow into the rotor of the rotary feeder from the developer storage portion. Similarly to the second solving means, when the center point of the inflow hole is on the downstream side in the rotation direction of the rotor with respect to the vertical center line drawn from the rotation axis of the rotor, the discharge hole reaches the inflow hole. In the section, since the number of clearance portions (where the rotor blades are in contact with the stator) increases, the air hardly leaks, and the air from the air supply source of the developer circulating means can be used effectively.

第1、第4の解決手段の現像装置では、ロータリフィーダの流入孔の中心点を、ロータの回転軸から引いた鉛直方向の中心線に対して該ロータの回転方向下流側にシフトさせた位置に設け、かつ排出孔の中心点を、ロータの回転軸から引いた鉛直方向の中心線に対して該ロータの回転方向上流側にシフトさせた位置に設けるので、第2、第3の解決手段の効果をさらに向上することができる。   In the developing devices of the first and fourth solving means, the center point of the inflow hole of the rotary feeder is shifted to the downstream side in the rotation direction of the rotor with respect to the vertical center line drawn from the rotation axis of the rotor. And the center point of the discharge hole is provided at a position shifted to the upstream side in the rotation direction of the rotor with respect to the vertical center line drawn from the rotation axis of the rotor. The effect can be further improved.

第5の解決手段の現像装置では、第1〜第4の解決手段の何れかの効果に加え、排出孔は、ロータの鉛直方向の頂上点(ロータの回転軸から引いた鉛直方向の中心線の上側)を0度とし、該ロータの回転方向をプラスとすると、90〜180度の間にあるので、ロータの羽根の回転により、現像剤が下向き〜水平方向の力を受けるため、現像剤が排出孔から排出される時間を短縮することができる。   In the developing device of the fifth solving means, in addition to the effects of any of the first to fourth solving means, the discharge hole is a vertical top point of the rotor (a vertical center line drawn from the rotation axis of the rotor). If the rotation direction of the rotor is positive, the developer is in the range of 90 to 180 degrees, so that the developer receives a downward-to-horizontal force due to the rotation of the rotor blades. It is possible to shorten the time during which is discharged from the discharge hole.

第6の解決手段の現像装置では、第1〜第5の解決手段の何れかの効果に加え、排出孔の幅W1(ステータ開口部の弦の長さ)は、式:
W1>V/t
V:ロータ先端の周速(m/s)
t:ロータの軸近傍の現像剤が、自由落下でロータ外に到達するまでの時間(s)
t=√(2(R・r)/g)
R:ロータの半径(m)
r:ロータの軸半径(m)
g:重力加速度(m/s^2)
を満たすことを特徴とするので、ロータ内に充填されている現像剤が、排出孔から全て落下し終えるまで開口しているため、現像剤を確実に排出することができる。
In the developing device of the sixth solving means, in addition to the effects of any of the first to fifth solving means, the width W1 of the discharge hole (the length of the chord of the stator opening) is expressed by the formula:
W1> V / t
V: Peripheral speed of rotor tip (m / s)
t: Time required for the developer near the rotor axis to reach the outside of the rotor by free fall (s)
t = √ (2 (R · r) / g)
R: Radius of rotor (m)
r: Shaft radius of the rotor (m)
g: Gravitational acceleration (m / s ^ 2)
Since the developer is filled until the developer filled in the rotor has completely dropped from the discharge hole, the developer can be reliably discharged.

第7の解決手段の現像装置では、第1〜第6の解決手段の何れかの効果に加え、ロータの羽根の先端側の一部が、該ロータの回転方向に対して逆方向に傾斜を持つことにより、積極的に、現像剤を排出孔に向かう方向(下向き)に、羽根の力を加えることができる   In the developing device of the seventh solving means, in addition to the effect of any of the first to sixth solving means, a part of the tip side of the rotor blade is inclined in the direction opposite to the rotation direction of the rotor. By holding the blade, it is possible to positively apply the force of the blade in the direction toward the discharge hole (downward).

第8の解決手段の画像形成装置では、現像手段として第1〜7の解決手段のいずれか一つに記載の現像装置を備えたことにより、現像剤の循環、混合、攪拌、帯電の安定化が図れるため、画質や画像濃度の安定化を図ることができる。   In the image forming apparatus of the eighth solving means, the developing device according to any one of the first to seventh solving means is provided as a developing means, so that the circulation, mixing, stirring, and charging of the developer are stabilized. Therefore, image quality and image density can be stabilized.

本発明の一実施例を示す現像装置の概略斜視図である。1 is a schematic perspective view of a developing device showing an embodiment of the present invention. 図1に示す現像装置の現像部(現像器)の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the image development part (developing device) of the image development apparatus shown in FIG. 図1に示す現像装置の現像剤収容部、ロータリフィーダ、現像剤循環手段のの概略を示す概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating an outline of a developer accommodating portion, a rotary feeder, and a developer circulation unit of the developing device illustrated in FIG. 1. 従来のロータリフィーダ内での現像剤の挙動を説明するための概略断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the behavior of the developer in the conventional rotary feeder. 従来のロータリフィーダ内での現像剤の挙動を説明するための概略断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the behavior of the developer in the conventional rotary feeder. 従来のロータリフィーダの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the conventional rotary feeder. 本発明のロータリフィーダの一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the rotary feeder of this invention. 図7に示すロータリフィーダのロータの寸法の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the dimension of the rotor of the rotary feeder shown in FIG. 本発明のロータリフィーダの別の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows another example of the rotary feeder of this invention. ロータリフィーダのロータの一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the rotor of a rotary feeder. 本発明の一実施例を示す画像形成装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus showing an embodiment of the present invention.

以下、本発明を実施するための形態について、図示の実施例に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described in detail based on the illustrated embodiments.

[現像装置の実施例]
図1は本発明の一実施例を示す現像装置の概略斜視図、図2は図1に示す現像装置の現像部(現像器)の概略断面図、図3は図1に示す現像装置の現像剤収容部、ロータリフィーダ、現像剤循環手段の概略を示す概略構成図である。
図1、図2に示すように、現像装置3の現像部10は、現像器を構成するケーシング15を有しており、ケーシング15の内部には螺旋状のフィンを有する2つの搬送スクリュ11,12と、現像ローラ13とが回転自在に設けられている。現像ローラ13は、回転する円筒状の現像スリーブと、その現像スリーブの内部に固定配置された複数の磁石(または複数の磁極が着磁されたマグネットローラ)で構成されている。
現像装置3のケーシング15の内部にはトナーとキャリアからなる2成分現像剤が収納されており、この現像剤は搬送スクリュ11の回転により図2の手前側から奥側に向けて搬送され、この一部が現像ローラ13の内部に設けられた図示しない磁石によって現像ローラ13の表面に吸い上げられて吸着する。現像ローラ13の表面に吸着した現像剤はドクタブレード14によってその層厚が均一となるようにならされた後、潜像担持体である感光体ドラム2に接することで感光体ドラム2上に形成された静電潜像を顕像化する。
[Example of developing apparatus]
1 is a schematic perspective view of a developing device showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic sectional view of a developing section (developing device) of the developing device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a development of the developing device shown in FIG. It is a schematic block diagram which shows the outline of an agent accommodating part, a rotary feeder, and a developer circulation means.
As shown in FIGS. 1 and 2, the developing unit 10 of the developing device 3 includes a casing 15 that constitutes a developing device, and two casing screws 11 having spiral fins inside the casing 15, 12 and a developing roller 13 are rotatably provided. The developing roller 13 includes a rotating cylindrical developing sleeve and a plurality of magnets (or a magnet roller having a plurality of magnetic poles magnetized) fixedly disposed inside the developing sleeve.
A two-component developer composed of toner and carrier is accommodated in the casing 15 of the developing device 3, and this developer is conveyed from the front side to the rear side in FIG. A part is sucked up and attracted to the surface of the developing roller 13 by a magnet (not shown) provided inside the developing roller 13. The developer adsorbed on the surface of the developing roller 13 is made uniform on the surface of the developing drum 13 by the doctor blade 14 and then formed on the photosensitive drum 2 by contacting the photosensitive drum 2 as a latent image carrier. The formed electrostatic latent image is visualized.

現像後の現像剤は、搬送スクリュ12の端部に設けられた図示しない孔から循環路30を経由して現像剤収納部40の現像剤流入口43に搬送される。搬送スクリュ12の現像剤搬送方向最下流位置には図示しないトナー濃度検知手段が配設されており、このトナー濃度検知手段からの検知信号に基づいてトナーカートリッジ20からトナー補給が行われる。トナーカートリッジ20からのトナー補給は、モータ21によってトナー補給路22内に設けられた図示しない搬送部材(コイル、軸無しスクリュ等)を回転させることにより行われる。トナー補給は現像剤循環経路内において現像剤収納部40の直前の位置で行われ、現像剤収納部40では現像後の現像剤と補給されたトナーとが混合され、適切なトナー濃度及び帯電量を有する現像剤が形成される。   The developed developer is transported from a hole (not shown) provided at the end of the transport screw 12 to the developer inlet 43 of the developer storage section 40 via the circulation path 30. A toner concentration detection unit (not shown) is disposed at the most downstream position in the developer conveyance direction of the conveyance screw 12, and toner is replenished from the toner cartridge 20 based on a detection signal from the toner concentration detection unit. Toner supply from the toner cartridge 20 is performed by rotating a conveyance member (a coil, a shaftless screw, etc.) (not shown) provided in the toner supply path 22 by the motor 21. Toner replenishment is performed in the developer circulation path at a position immediately before the developer storage section 40, and the developer stored in the developer storage section 40 is mixed with the replenished toner to obtain an appropriate toner concentration and charge amount. A developer having is formed.

図2、図3に示すように、現像剤収納部40内の現像剤は、現像剤収納部40の下部に配設された排出口と連通するロータリフィーダ50の流入孔(ステータ55の円筒状空間に連通する上部側の開口部)56を経由してロータリフィーダ50内に運ばれる。ロータリフィーダ50内に運ばれた現像剤は、ロータリフィーダ50を構成するステータ55内に設けられたロータ51がモータ53で回転されることにより下方へと運ばれ、ステータ55の排出孔(ステータ55の円筒状空間に連通する下部側の開口部)57から継手管路52に排出される。この継手管路52の一方側には、空気供給源であるエアポンプ60が空気供給路31を介して連結されており、継手管路52の他方側には、現像部10への循環路となる輸送管32が連結されている。すなわち現像剤循環手段としては、空気供給源にエアポンプ60が用いられており、エアポンプ60と継手管路52が空気供給路31で連結され、ロータリフィーダ50のステータ55の排出孔57から継手管路52に落下した現像剤が、エアポンプ60から供給された空気により循環路となる輸送管32内を現像部(現像器)10に移送され、再び現像部(現像器)10のケーシング15内に供給される。   As shown in FIGS. 2 and 3, the developer in the developer accommodating portion 40 flows into the inflow hole (the cylindrical shape of the stator 55) of the rotary feeder 50 that communicates with the discharge port disposed in the lower portion of the developer accommodating portion 40. It is carried into the rotary feeder 50 via an upper opening 56) communicating with the space. The developer transported into the rotary feeder 50 is transported downward when the rotor 51 provided in the stator 55 constituting the rotary feeder 50 is rotated by the motor 53, and the developer 55 discharge holes (stator 55 (Opening on the lower side communicating with the cylindrical space) 57) is discharged to the joint conduit 52. An air pump 60 that is an air supply source is connected to one side of the joint pipe line 52 via an air supply path 31, and a circulation path to the developing unit 10 is provided on the other side of the joint pipe line 52. A transport pipe 32 is connected. That is, as the developer circulating means, an air pump 60 is used as an air supply source, the air pump 60 and the joint pipeline 52 are connected by the air supply passage 31, and the joint pipeline is connected from the discharge hole 57 of the stator 55 of the rotary feeder 50. The developer that has fallen to 52 is transported to the developing unit (developing device) 10 through the transport pipe 32 serving as a circulation path by the air supplied from the air pump 60, and is supplied again into the casing 15 of the developing unit (developing device) 10. Is done.

次に現像剤収容部40とロータリフィーダ50についてより詳細に説明する。図3はロータリフィーダ50のロータ51の回転軸に対して垂直な平面で切断したときの現像剤収容部、ロータリフィーダ、現像剤循環手段の概略を示す断面図であり、図3に示すように、現像剤収容部40内には、攪拌スクリュ41と、撹拌羽根42がある。撹拌羽根42はモータ45により回転する板状の部材で、図のように、複数の格子状の空間が設けられている。そして攪拌羽根42の回転により、この格子状の空間の中を現像剤が通過することにより、現像剤が撹拌され、補給されたトナーが現像剤中に分散される。攪拌スクリュ41は現像剤を上方に動かす向きに回転し、攪拌羽根42と同じくモータ45が駆動源である。この攪拌スクリュ41によって、中心付近の現像剤が上方に持ち上げられ、攪拌羽根42の回転により、攪拌スクリュ41の下部に現像剤が入り込む。このように現像剤が、攪拌羽根42によりせん断されつつ、全体は対流運動を行うことにより、より素早くトナーが現像剤中に分散する仕組みである。このようにして現像剤収容部40で撹拌された現像剤は、ステータ55の流入孔56を通りロータリフィーダ50内に入る。   Next, the developer container 40 and the rotary feeder 50 will be described in more detail. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the developer accommodating portion, the rotary feeder, and the developer circulating means when cut along a plane perpendicular to the rotation axis of the rotor 51 of the rotary feeder 50. As shown in FIG. The developer container 40 includes a stirring screw 41 and a stirring blade 42. The stirring blade 42 is a plate-like member that is rotated by a motor 45, and a plurality of lattice-like spaces are provided as shown in the figure. The developer passes through the lattice-like space by the rotation of the stirring blade 42, whereby the developer is stirred and the replenished toner is dispersed in the developer. The stirring screw 41 rotates in a direction to move the developer upward, and the motor 45 is a driving source, like the stirring blade 42. The developer near the center is lifted upward by the stirring screw 41, and the developer enters the lower portion of the stirring screw 41 by the rotation of the stirring blade 42. In this way, the developer is sheared by the stirring blade 42 and the whole moves in a convection so that the toner is more quickly dispersed in the developer. The developer stirred in the developer container 40 in this way enters the rotary feeder 50 through the inflow hole 56 of the stator 55.

ロータリフィーダ50は、内部に円筒状の空間を有するステータ55と、該ステータの上部側に設けられた開口部であり現像剤収納部40からの現像剤が流入する流入孔56と、ステータ55の下部側に設けられた開口部であり現像剤が排出される排出孔57と、ステータ55の空間内に配置され図10に示すように軸部(回転軸)51aから放射状に延びる複数の羽根51bを有する回転自在に軸支されたロータ51を備えている。このロータリフィーダ50のロータ51は、図1に示すように、回転軸51aをステータ55の側壁に回転自在に軸支され、その回転軸の一方側がモータ53と連結されて、図3中ではモータ53によって回転軸を中心に時計回りに回転される。また、図3においては、ロータリフィーダ50の流入孔56と排出孔57の開口部の中心点は、ロータ51の回転軸から引いた鉛直方向の中心線cに対してロータ51の回転方向上流側または下流側にずらした(シフトさせた)位置に設けられている。すなわち、図3の例では、ロータリフィーダ50の流入孔56の開口部の中心点は、ロータ51の回転軸から引いた鉛直方向の中心線cに対して該ロータ51の回転方向下流側にずらした(シフトさせた)位置に設け、かつ排出孔57の開口部の中心点は、ロータ51の回転軸から引いた鉛直方向の中心線cに対して該ロータ51の回転方向上流側にずらした(シフトさせた)位置に設けている。   The rotary feeder 50 includes a stator 55 having a cylindrical space inside, an inflow hole 56 that is an opening provided on the upper side of the stator and into which developer from the developer storage portion 40 flows, A discharge hole 57 which is an opening provided on the lower side and discharges the developer, and a plurality of blades 51b arranged in the space of the stator 55 and extending radially from the shaft portion (rotating shaft) 51a as shown in FIG. And a rotor 51 rotatably supported by the motor. As shown in FIG. 1, a rotor 51 of the rotary feeder 50 is rotatably supported by a rotating shaft 51a on a side wall of a stator 55, and one side of the rotating shaft is connected to a motor 53. In FIG. 53 is rotated clockwise about the rotation axis. In FIG. 3, the center point of the opening of the inflow hole 56 and the discharge hole 57 of the rotary feeder 50 is the upstream side in the rotation direction of the rotor 51 with respect to the vertical center line c drawn from the rotation axis of the rotor 51. Alternatively, it is provided at a position shifted (shifted) downstream. That is, in the example of FIG. 3, the center point of the opening portion of the inflow hole 56 of the rotary feeder 50 is shifted to the downstream side in the rotation direction of the rotor 51 with respect to the vertical center line c drawn from the rotation axis of the rotor 51. The center point of the opening portion of the discharge hole 57 is shifted to the upstream side in the rotation direction of the rotor 51 with respect to the vertical center line c drawn from the rotation axis of the rotor 51. It is provided at the (shifted) position.

次に本発明の特徴であるロータリフィーダ50についてより詳しく説明する。
図4は、比較のために例示する従来のロータリフィーダ内での現像剤の挙動を説明するための概略断面図(ロータ51の回転軸に対して垂直な平面で切断した断面図)である。図4に示すように、ステータ55の上部側に設けられた開口部(図中の上側の破線で囲んだ部分)である流入孔56と、ステータ55の下部側に設けられた開口部(図中の下側の破線で囲んだ部分)である排出孔57が共にロータ51の回転軸から引いた鉛直方向の中心線の中心部にある場合、現像剤の循環中は図4のように、流入孔56から排出孔57までは現像剤が充填されており、排出孔57の下流側から流入孔56までは現像剤は存在しない。しかし、この場合には、「発明の解決しようとする課題」で述べたとおり、ロータ51の羽根とステータ55の間には、わずかな隙間があるため、エアポンプ60からの空気(エア)の一部がこの隙間を通り現像剤収納部40に流れてしまう。このとき図中右側の現像剤が充填されている側は、隙間に現像剤が存在するため比較的シール性が高くなっているが、左側の方は、現像剤がないためエアが通過しやすくなる。
Next, the rotary feeder 50 that is a feature of the present invention will be described in more detail.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view (cross-sectional view cut along a plane perpendicular to the rotation axis of the rotor 51) for explaining the behavior of the developer in the conventional rotary feeder exemplified for comparison. As shown in FIG. 4, an inflow hole 56 that is an opening provided on the upper side of the stator 55 (a portion surrounded by a broken line on the upper side in the drawing) and an opening provided on the lower side of the stator 55 (see FIG. 4). When the discharge hole 57, which is the part surrounded by the broken line on the lower side in the middle, is at the center of the vertical center line drawn from the rotation axis of the rotor 51, as shown in FIG. The developer is filled from the inflow hole 56 to the discharge hole 57, and there is no developer from the downstream side of the discharge hole 57 to the inflow hole 56. However, in this case, as described in “Problem to be Solved by the Invention”, since there is a slight gap between the blades of the rotor 51 and the stator 55, a part of the air (air) from the air pump 60 is present. The portion passes through this gap and flows into the developer storage portion 40. At this time, the right side in the drawing has a relatively high sealing property because the developer exists in the gap, but the left side has no developer, so air easily passes therethrough. Become.

このエアの漏れを防止するためには、ロータ51の羽根とステータ55の間の隙間(クリアランス)をできるだけ小さくすることが良いが、寸法精度を考慮すると限界がある。また、この方法では、ロータとステータの加工精度が要求され、コスト高となる。
また、別の方法としては、ロータ51の羽根の枚数を増やすことが考えられ、ロータ51の羽根の枚数を増やすことで、羽根とステータ55の近接部が増えるため、空気抵抗が増し、漏れを低減(シール性を高く)することができる。しかし、ロータ51の羽根の枚数を増やすと、羽根の厚みの分、ロータ51内の現像剤の充填量が減ってしまい、同じ量の現像剤を搬送するためには、ロータ51の外径を大きくする必要があり、ロータリフィーダ50が大型化するという問題がある。
In order to prevent this air leakage, it is preferable to make the gap (clearance) between the blades of the rotor 51 and the stator 55 as small as possible, but there is a limit in consideration of dimensional accuracy. In addition, this method requires processing accuracy of the rotor and the stator, and increases the cost.
Another method is to increase the number of blades of the rotor 51. By increasing the number of blades of the rotor 51, the proximity of the blades and the stator 55 increases, so that the air resistance increases and leakage is increased. Reduction (high sealing performance) can be achieved. However, if the number of blades of the rotor 51 is increased, the amount of developer filling in the rotor 51 is reduced by the thickness of the blades. To transport the same amount of developer, the outer diameter of the rotor 51 is reduced. There is a problem that the rotary feeder 50 needs to be enlarged and the rotary feeder 50 becomes larger.

また、「発明の解決しようとする課題」で述べたように、本発明者らは、ロータリフィーダ50のシール性を向上させる手段として、図5に示すように、故意に現像剤の一部を排出しないで、ロータ51とステータ55のクリアランス部に現像剤を滞留させる方法を提案している。しかし、この方法では、現像剤の一部を排出しないため、ロータリフィーダ50の容積効率が低下するという課題(副作用)がある。   Further, as described in “Problems to be Solved by the Invention”, the present inventors intentionally remove a part of the developer as a means for improving the sealing performance of the rotary feeder 50 as shown in FIG. A method has been proposed in which the developer is retained in the clearance between the rotor 51 and the stator 55 without discharging. However, in this method, since a part of the developer is not discharged, there is a problem (side effect) that the volumetric efficiency of the rotary feeder 50 is lowered.

そこで本発明では、ロータ51の羽根の枚数を増やすことなく、羽根を増やすのと同様な効果が得られるようにするため、ロータリフィーダ50の流入孔56と排出孔57の少なくとも一方は、ロータ51の回転軸から引いた鉛直方向の中心線に対してずらした位置に設けている。例えば図3の実施例では、ロータリフィーダ50の流入孔56の開口部の中心点は、ロータ51の回転軸から引いた鉛直方向の中心線cに対して該ロータ51の回転方向下流側にシフトさせた位置に設け、かつ排出孔57の開口部の中心点は、ロータ51の回転軸から引いた鉛直方向の中心線cに対して該ロータ51の回転方向上流側にシフトさせた位置に設けている。   Therefore, in the present invention, in order to obtain the same effect as increasing the number of blades without increasing the number of blades of the rotor 51, at least one of the inflow hole 56 and the discharge hole 57 of the rotary feeder 50 is provided with the rotor 51. It is provided at a position shifted with respect to the vertical center line drawn from the rotation axis. For example, in the embodiment of FIG. 3, the center point of the opening of the inflow hole 56 of the rotary feeder 50 is shifted downstream in the rotational direction of the rotor 51 with respect to the vertical center line c drawn from the rotational axis of the rotor 51. The central point of the opening of the discharge hole 57 is provided at a position shifted to the upstream side in the rotational direction of the rotor 51 with respect to the vertical center line c drawn from the rotational axis of the rotor 51. ing.

図3の実施例では羽根の枚数は8枚であり、回転中、現像剤が充填されていない部位(図の左側)のロータ51とステータ55の近接部の数は、図4のような従来構成の場合は3もしくは4箇所となる。そこで本発明では、図3に示すように、ロータ51の回転軸から引いた鉛直方向の中心線cに対して排出孔57及び流入孔56の開口部の中心点を右側にシフトさせた。これによりエアが漏れ易い左側の近接部の数が4もしくは5カ所と増えることになり、ロータリフィーダ50の現像剤の排出側から流入側へのエアの漏れが低減される。このため、空気が現像剤収容部側へ漏れにくくなり、現像剤循環手段の空気供給源(エアポンプ)60からの空気を有効に利用できるようになる。   In the embodiment of FIG. 3, the number of blades is eight, and the number of adjacent portions of the rotor 51 and the stator 55 in the portion (left side of the drawing) that is not filled with the developer during rotation is as shown in FIG. In the case of the configuration, there are 3 or 4 places. Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 3, the center points of the openings of the discharge hole 57 and the inflow hole 56 are shifted to the right with respect to the vertical center line c drawn from the rotation axis of the rotor 51. As a result, the number of adjacent portions on the left side where air easily leaks increases to four or five, and air leakage from the developer discharge side to the inflow side of the rotary feeder 50 is reduced. For this reason, it becomes difficult for air to leak to the developer accommodating portion side, and the air from the air supply source (air pump) 60 of the developer circulating means can be used effectively.

次にロータリフィーダ50の排出孔57をロータ51の回転方向上流側にずらす効果について、図6、図7を参照して詳しく説明する。
図6は従来のロータリフィーダ50の概略断面図(ロータ51の回転軸に対して垂直な平面で切断した断面図)であり、ロータ51の回転軸から引いた鉛直方向の中心線cに対して、排出孔57の開口部(図中の下側の破線で囲んだ部分)の中心点が一致している場合の例である。すなわち、図6では、ロータ51の回転軸に対して垂直な平面で切断したときに、ロータ51の回転軸から引いた鉛直方向の中心線cに対して、排出孔57の開口部の中心点(開口の両端部a2,b2間の中心点)が一致している。
これに対して、図7は本発明のロータリフィーダ50の概略断面図(ロータ51の回転軸に対して垂直な平面で切断した断面図)であり、ロータ51の回転軸から引いた鉛直方向の中心線cに対して、排出孔57の開口部(図中の下側の破線で囲んだ部分)の中心点をロータ51の回転方向(図中矢印で示す時計回り方向)の上流側にシフトさせた位置に設けた例である。すなわち、図7では、ロータ51の回転軸に対して垂直な平面で切断したときに、ロータ51の回転軸から引いた鉛直方向の中心線cに対して、排出孔57の開口部の中心点(開口の両端部a1,b1間の中心点)をロータ51の回転方向(図中矢印で示す時計回り方向)の上流側にずらした位置に設けている。
また、図7では、排出孔57の開口の両端部a1,b1はロータ51の回転軸から引いた鉛直方向の中心線cより、ロータ51の回転方向上流側に収まっており、排出孔57は、ロータ51の鉛直方向の頂上点(ロータの回転軸から引いた鉛直方向の中心線cの上側)を0度とし、該ロータ51の回転方向をプラスとすると、90〜180度の間にある。
なお、図6、図7の排出孔57の開口部の幅W2、W1は等しい。また、両図ともロータ51が時計回りに回転し、現像剤が搬送されているときの或る時点を示しており(現像剤は図示を省略)、ロータ51の一つの羽根511が排出孔57の開口部の始点側端部a1、a2に到達した時である。
Next, the effect of shifting the discharge hole 57 of the rotary feeder 50 to the upstream side in the rotation direction of the rotor 51 will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a conventional rotary feeder 50 (cross-sectional view cut along a plane perpendicular to the rotation axis of the rotor 51), with respect to a vertical center line c drawn from the rotation axis of the rotor 51. This is an example in which the center points of the openings of the discharge holes 57 (portions surrounded by a broken line on the lower side in the drawing) coincide with each other. That is, in FIG. 6, the center point of the opening of the discharge hole 57 with respect to the center line c in the vertical direction drawn from the rotation axis of the rotor 51 when cut along a plane perpendicular to the rotation axis of the rotor 51. (The center point between both ends a2 and b2 of the opening) coincides.
On the other hand, FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the rotary feeder 50 of the present invention (a cross-sectional view cut along a plane perpendicular to the rotation axis of the rotor 51), and shows a vertical direction drawn from the rotation axis of the rotor 51. With respect to the center line c, the center point of the opening of the discharge hole 57 (the portion surrounded by the broken line on the lower side in the figure) is shifted upstream in the rotational direction of the rotor 51 (clockwise direction indicated by the arrow in the figure). It is an example provided at the position. That is, in FIG. 7, the center point of the opening of the discharge hole 57 with respect to the center line c in the vertical direction drawn from the rotation axis of the rotor 51 when cut along a plane perpendicular to the rotation axis of the rotor 51. (A center point between both ends a1 and b1 of the opening) is provided at a position shifted to the upstream side in the rotation direction of the rotor 51 (clockwise direction indicated by an arrow in the figure).
In FIG. 7, both end portions a <b> 1, b <b> 1 of the opening of the discharge hole 57 are located on the upstream side in the rotation direction of the rotor 51 from the vertical center line c drawn from the rotation axis of the rotor 51. When the top point in the vertical direction of the rotor 51 (above the center line c in the vertical direction drawn from the rotation axis of the rotor) is 0 degree and the rotation direction of the rotor 51 is positive, it is between 90 and 180 degrees. .
The widths W2 and W1 of the openings of the discharge holes 57 in FIGS. 6 and 7 are equal. Further, both drawings show a certain point in time when the rotor 51 rotates clockwise and the developer is conveyed (developer is not shown), and one blade 511 of the rotor 51 is connected to the discharge hole 57. This is when it reaches the start point side ends a1 and a2 of the opening.

次にロータ51がさらに回転すると、羽根510と511の間に充填された現像剤が排出孔57の開口部に自由落下するが、このとき現像剤は羽根の回転力により、接線方向の力を受ける。ここで図6の場合は羽根511が鉛直方向の中心線cを通過した以降は、図5に示すように現像剤が水平〜上向きの力を受ける。一方、図7では、ロータ51の鉛直方向の中心線cの位置(180°)は排出孔57の開口部の終点側端部=b1の位置であるため、この位置での羽根は垂直下向きであり、現像剤が水平方向〜上向きの力を受けることがない。このため、図6、図7の排出孔57の開口部の幅W1、W2は等しいので、羽根511が開口部を通過する時間は図6、図7共に等しいが、図7の排出孔57の位置の方が、現像剤が排出孔57に落下し易くなり、現像剤の排出が効率よく行われる。   Next, when the rotor 51 further rotates, the developer filled between the blades 510 and 511 freely falls to the opening of the discharge hole 57. At this time, the developer exerts a tangential force by the rotational force of the blades. receive. Here, in the case of FIG. 6, after the blade 511 passes through the vertical center line c, the developer receives a horizontal to upward force as shown in FIG. On the other hand, in FIG. 7, the position (180 °) of the center line c in the vertical direction of the rotor 51 is the position of the end point side end = b1 of the opening of the discharge hole 57, so the blades at this position are vertically downward. In other words, the developer does not receive a horizontal to upward force. For this reason, since the widths W1 and W2 of the openings of the discharge holes 57 in FIGS. 6 and 7 are equal, the time for the blade 511 to pass through the openings is the same in both FIGS. The developer is more likely to fall into the discharge hole 57 at the position, and the developer is efficiently discharged.

なお、図6で、羽根511が排出孔57の開口部の中心点に到達したときに、すべての現像剤が排出されていれば良いが、まだロータ内に現像剤が残っていると、現像剤は羽根511の回転による力を受け、落下が妨げられるため、羽根511が排出孔57の開口部の終点側端部b2に到達した時点で排出しきれない恐れがある(図5の状態)。このため図5に示すように現像剤が排出しきらず、排出孔57から流入孔56に至る区間で現像剤が残ってしまう。これに対して、図7に示すように、ロータ51の羽根511が90°〜180°の間の位置にある場合は、羽根511の力は、下向き〜水平方向であるため、自由落下を補助することになる。したがって、図7の構成では、図6の構成に対して、現像剤が速やかに排出され易い。すなわち排出孔57の開口幅が同じであれば、図7の排出孔57の位置の方が現像剤がすべて排出されるまでの時間が短いため、図7の構成では、図6の構成に比べ、確実に現像剤を排出することができる。また、排出される時間が短くて済むと、開口幅を狭くできるメリットがある。   In FIG. 6, it is sufficient that all the developer is discharged when the blade 511 reaches the center point of the opening of the discharge hole 57. However, if the developer still remains in the rotor, Since the agent receives a force due to the rotation of the blade 511 and is prevented from dropping, the agent may not be completely discharged when the blade 511 reaches the end point side end b2 of the opening of the discharge hole 57 (state of FIG. 5). . Therefore, as shown in FIG. 5, the developer is not completely discharged, and the developer remains in the section from the discharge hole 57 to the inflow hole 56. On the other hand, as shown in FIG. 7, when the blade | wing 511 of the rotor 51 exists in the position between 90 degrees-180 degrees, since the force of the blade | wing 511 is a downward direction-a horizontal direction, it assists a free fall. Will do. Therefore, in the configuration of FIG. 7, the developer is easily discharged quickly compared to the configuration of FIG. That is, if the opening width of the discharge hole 57 is the same, the time until the developer is completely discharged is shorter at the position of the discharge hole 57 in FIG. The developer can be discharged reliably. Further, if the time for discharging is short, there is an advantage that the opening width can be narrowed.

さらに図9に示す構成例のように、ロータ51の羽根の先端側の一部が、該ロータの回転方向に対して逆方向に傾斜を持つ形状とするとよい。すなわち、図9に示すように、ロータ51の羽根の先端側の形状を、ロータ51の回転方向と逆方向に傾斜を持たせた形状にすると、図中に矢印で示すように、より下向きの方向に現像剤を押す力がかかるため、現像剤がさらに落ち易くなり、より確実に排出孔57から現像剤を排出することができる。   Further, as in the configuration example shown in FIG. 9, it is preferable that a part on the tip side of the blades of the rotor 51 has an inclination in a direction opposite to the rotation direction of the rotor. That is, as shown in FIG. 9, when the shape of the tip of the blades of the rotor 51 is inclined in the direction opposite to the rotation direction of the rotor 51, as shown by the arrow in the figure, Since a force pushing the developer in the direction is applied, the developer is more easily dropped, and the developer can be more reliably discharged from the discharge hole 57.

なお、図6の従来の構成例の場合でも、当然開口幅W2を広くすれば、現像剤を出し切ることはできるが、開口幅W2を大きくすると、前述したロータ51とステータ55の近接部の数が減ってしまい、シール効果が減少し、現像剤収容部へのエアの漏れ量も多くなる。   In the case of the conventional configuration example of FIG. 6 as well, the developer can be taken out if the opening width W2 is increased, but if the opening width W2 is increased, the number of adjacent portions between the rotor 51 and the stator 55 described above is increased. Is reduced, the sealing effect is reduced, and the amount of air leakage to the developer accommodating portion is increased.

また、図7の本発明の構成例の場合、排出孔57の開口幅W1を狭くするとシールの効果はより高くなるが、狭すぎると現像剤が排出されない。
そこで、排出孔57の開口幅W1は、以下の式を満たす条件に設定すると良い。
W1>V/t
V:ロータ先端の周速(m/s)
t:ロータの軸近傍の現像剤が、自由落下でロータ外に到達するまでの時間(s)
t=√(2(R・r)/g)
R:ロータの半径(m)
r:ロータの軸半径(m)
g:重力加速度(m/s^2)
In the case of the configuration example of the present invention shown in FIG. 7, if the opening width W <b> 1 of the discharge hole 57 is narrowed, the effect of the seal becomes higher, but if it is too narrow, the developer is not discharged.
Therefore, the opening width W1 of the discharge hole 57 is preferably set to a condition that satisfies the following expression.
W1> V / t
V: Peripheral speed of rotor tip (m / s)
t: Time required for the developer near the rotor axis to reach the outside of the rotor by free fall (s)
t = √ (2 (R · r) / g)
R: Radius of rotor (m)
r: Shaft radius of the rotor (m)
g: Gravitational acceleration (m / s ^ 2)

これは図8に示すロータリフィーダの概略断面図(ロータ51の回転軸に対して垂直な平面で切断した断面図)のように、ロータ51の直径を2R、ロータ51内の回転軸の軸径を2rとしたときに、ロータ51内の回転軸付近の現像剤が、自由落下によりロータ外に達する前に、羽根が排出孔57の開口部を通過しないように、開口幅W1を設定することである。開口幅W1をこの式以下にすると、現像剤が、排出しきれない恐れがある。但し、実際には、前述したようにロータ51の羽根の回転の力が加わるため、W1より、やや狭くても現像剤を排出することは可能である。   As shown in the schematic cross-sectional view of the rotary feeder shown in FIG. 8 (cross-sectional view cut along a plane perpendicular to the rotation axis of the rotor 51), the diameter of the rotor 51 is 2R, and the shaft diameter of the rotation shaft in the rotor 51 The opening width W1 is set so that the vane does not pass through the opening of the discharge hole 57 before the developer near the rotating shaft in the rotor 51 reaches the outside of the rotor due to free fall when the value is 2r. It is. If the opening width W1 is equal to or smaller than this formula, the developer may not be discharged completely. However, in reality, as described above, since the rotational force of the blades of the rotor 51 is applied, the developer can be discharged even if it is slightly narrower than W1.

以上のように、ロータリフィーダ50の排出孔57の開口部の中心(両端部a1,b1間の中心点)位置や幅W1を設定することにより、ロータリフィーダ50のシール性が高まり、圧力が確実に現像剤に伝わり、現像剤を効率よく搬送することができる(エネルギー効率の向上)と共に、現像剤収納部40へのエア漏れ量が大幅に低減される。さらに、ロータリフィーダ50の容積効率が高まるため、現像剤の搬送効率(現像部への搬送量/ロータリフィーダの大きさ)も高まるという効果が得られる。   As described above, by setting the center (the center point between both end portions a1 and b1) and the width W1 of the opening of the discharge hole 57 of the rotary feeder 50, the sealing performance of the rotary feeder 50 is enhanced and the pressure is ensured. Therefore, the developer can be efficiently conveyed (improvement of energy efficiency), and the amount of air leakage into the developer storage unit 40 can be greatly reduced. Further, since the volumetric efficiency of the rotary feeder 50 is increased, an effect of increasing the developer transport efficiency (transport amount to the developing unit / size of the rotary feeder) can be obtained.

また、以上の説明では、ロータリフィーダ50の排出孔57の開口部の中心位置や幅について説明したが、ロータリフィーダ50の流入孔56の開口部を、ロータ51の回転軸から引いた鉛直方向の中心線cに対して該ロータ51の回転方向下流側にずらした(シフトさせた)位置に設けてもよい。すなわち、図3の例のように、ロータ51の回転軸に対して垂直な断面で切断したときに、ロータリフィーダ50の流入孔56の開口部の中心(開口部の両端部間の中心点)を、ロータ51の回転軸から引いた鉛直方向の中心線cに対して該ロータ51の回転方向下流側にずらした(シフトさせた)位置に設けることにより、ロータリフィーダ50のシール性がさらに高まり、圧力が確実に現像剤に伝わり、現像剤をより効率よく搬送することができると共に、現像剤収納部40へのエア漏れ量が大幅に低減される。   In the above description, the center position and width of the opening of the discharge hole 57 of the rotary feeder 50 have been described. However, the opening of the inflow hole 56 of the rotary feeder 50 is perpendicular to the rotation axis of the rotor 51. You may provide in the position shifted to the downstream of the rotation direction of this rotor 51 (shifted) with respect to the centerline c. That is, as in the example of FIG. 3, the center of the opening of the inflow hole 56 of the rotary feeder 50 (the center point between both ends of the opening) when cut in a cross section perpendicular to the rotation axis of the rotor 51. Is provided at a position shifted (shifted) to the downstream side in the rotation direction of the rotor 51 with respect to the vertical center line c drawn from the rotation axis of the rotor 51, thereby further improving the sealing performance of the rotary feeder 50. The pressure is reliably transmitted to the developer, and the developer can be transported more efficiently, and the amount of air leakage to the developer storage section 40 is greatly reduced.

[画像形成装置の実施例]
次に以上に説明した本発明の現像装置を装備する画像形成装置の構成例を説明する。
図11は、本発明の一実施例示す画像形成装置の概略構成図である。
同図において画像形成装置100は、装置本体のほぼ中央部に中間転写ベルト4と4個の1次転写ローラ5Y,5M,5C,5Bkとを有する中間転写ユニット6を備えている。中間転写ベルト4の下面と対向する位置には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の各色に対応した作像部1Y,1M,1C,1Bkが中間転写ベルト4の走行方向と平行して配置されている。各作像部1Y,1M,1C,1Bkは作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外は同一構造であり、それぞれ潜像担持体としての感光体ドラム2Y,2M,2C,2Bkと、各感光体ドラム2Y,2M,2C,2Bkの周囲に配設された図示しない帯電手段、図示しない露光部、現像装置3Y,3M,3C,3Bk、図示しないクリーニング手段等を有している。
なお、図11は画像形成装置本体の上部に原稿画像の読取部(スキャナ)80を設置したカラー複写機の構成例であるが、さらに通信機能を持たせて外部回線(電話回線、光回線)やローカルエリアネットワーク(LAN)等と接続すれば、複写機、プリンタ、ファクシミリの機能を有するデジタルカラー複合機の構成となる。
[Example of Image Forming Apparatus]
Next, a configuration example of an image forming apparatus equipped with the developing device of the present invention described above will be described.
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, an image forming apparatus 100 includes an intermediate transfer unit 6 having an intermediate transfer belt 4 and four primary transfer rollers 5Y, 5M, 5C, and 5Bk at a substantially central portion of the apparatus main body. Image forming portions 1Y, 1M, 1C, and 1Bk corresponding to the respective colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (Bk) are intermediately transferred at positions facing the lower surface of the intermediate transfer belt 4. The belt 4 is disposed in parallel with the traveling direction of the belt 4. Each of the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1Bk has the same structure except that the color of the toner used in the image forming process is different. Each of the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1Bk has a photosensitive drum 2Y, 2M, 2C, and 2Bk as a latent image carrier. A charging unit (not shown), an exposure unit (not shown), developing devices 3Y, 3M, 3C, 3Bk, a cleaning unit (not shown), and the like disposed around the photosensitive drums 2Y, 2M, 2C, and 2Bk are provided.
FIG. 11 shows an example of the configuration of a color copying machine in which a document image reading unit (scanner) 80 is installed on the upper part of the image forming apparatus main body. Or a local area network (LAN) or the like, it becomes a configuration of a digital color multifunction peripheral having functions of a copying machine, a printer, and a facsimile.

図11において、各作像部1Y,1M,1C,1Bkの感光体ドラム2Y,2M,2C,2Bkは図示しない駆動部によって図において時計回り方向に回転駆動され、図示しない帯電手段により表面を一様に帯電された後に、図示しない露光部から発せられたレーザ光等によって露光されることにより、装置本体の上部に設けられた画像読取部80において読み取られた原稿画像(あるいは外部回線やLAN等を介して入力された画像情報)に基づいた静電潜像がその表面上に形成される。各感光体ドラム2Y,2M,2C,2Bk形成された静電潜像は各現像装置3Y,3M,3C,3Bk(図1の現像装置3のの現像部10)により現像されることにより所望のトナー像へと可視像化され、このトナー像は各感光体ドラム2Y,2M,2C,2Bkの表面が中間転写ベルト4を介して各1次転写ローラ5Y,5M,5C,5Bkとの対向部に達した際に、各1次転写ローラ5Y,5M,5C,5Bkの作用によって中間転写ベルト4上に順次1次転写される。   In FIG. 11, the photosensitive drums 2Y, 2M, 2C, and 2Bk of the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1Bk are rotationally driven in the clockwise direction in the drawing by a driving unit (not shown), and the surfaces are unified by a charging unit (not shown). After being charged in this manner, the original image read by the image reading unit 80 provided on the upper part of the apparatus body (or an external line, LAN, etc.) is exposed by a laser beam or the like emitted from an exposure unit (not shown). An electrostatic latent image is formed on the surface based on the image information input via the. The electrostatic latent images formed on the photosensitive drums 2Y, 2M, 2C, and 2Bk are developed by the developing devices 3Y, 3M, 3C, and 3Bk (the developing unit 10 of the developing device 3 in FIG. 1) to obtain desired images. The toner image is visualized as a toner image. The surface of each of the photosensitive drums 2Y, 2M, 2C, and 2Bk faces the primary transfer rollers 5Y, 5M, 5C, and 5Bk via the intermediate transfer belt 4. When the ink reaches the part, the primary transfer rollers 5Y, 5M, 5C, and 5Bk are sequentially primary transferred onto the intermediate transfer belt 4 by the action of the primary transfer rollers 5Y, 5M, 5C, and 5Bk.

各1次転写ローラ5Y,5M,5C,5Bkは、それぞれ中間転写ベルト4を各感光体ドラム2Y,2M,2C,2Bkとの間に挟み込んで1次転写ニップを形成しており、各1次転写ローラ5Y,5M,5C,5Bkにはトナーとは逆極性の転写バイアスが印加される。中間転写ベルト4が図11の矢印方向に走行して各1次転写ローラ5Y,5M,5C,5Bkの1次転写ニップを順次通過することにより、各感光体ドラム2Y,2M,2C,2Bk上の各色のトナー像が中間転写ベルト3上に重ねて1次転写される。1次転写後、各感光体ドラム2Y,2M,2C,2Bkの表面が図示しないクリーニング手段との対向位置に達すると、クリーニング手段の作用により各感光体ドラム2Y,2M,2C,2Bkの表面上に残存した未転写トナーが回収される。クリーニング後、各感光体ドラム2Y,2M,2C,2Bkの表面は図示しない除電装置により電位を初期化され、一連の作像プロセスが終了する。   Each of the primary transfer rollers 5Y, 5M, 5C, and 5Bk forms a primary transfer nip by sandwiching the intermediate transfer belt 4 with each of the photosensitive drums 2Y, 2M, 2C, and 2Bk. A transfer bias having a polarity opposite to that of the toner is applied to the transfer rollers 5Y, 5M, 5C, and 5Bk. The intermediate transfer belt 4 travels in the direction of the arrow in FIG. 11 and sequentially passes through the primary transfer nips of the primary transfer rollers 5Y, 5M, 5C, and 5Bk, so that the photosensitive drums 2Y, 2M, 2C, and 2Bk are moved upward. Are transferred onto the intermediate transfer belt 3 so as to be primarily transferred. After the primary transfer, when the surface of each photoconductive drum 2Y, 2M, 2C, 2Bk reaches a position facing a cleaning unit (not shown), the surface of each photoconductive drum 2Y, 2M, 2C, 2Bk is caused by the action of the cleaning unit. The remaining untransferred toner is collected. After cleaning, the surface of each of the photosensitive drums 2Y, 2M, 2C, and 2Bk is initialized with a potential by a static eliminator (not shown), and a series of image forming processes is completed.

装置本体2の下部には給紙部70が配設されており、給紙部70には記録媒体で有る複数枚の転写紙Pが収納されている。この転写紙Pは、上記の作像プロセスの開始にタイミングを合せて、給紙ローラ71と図示しない分離部材(分離ローラ、分離パッド等)により1枚ずつ分離給送され、給送された転写紙Pはレジストローラ対72で一時停止され、斜めずれを修正された後に所定のタイミングで2次転写ニップに向けて給送される。
また、上記の作像プロセスで各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト4は、2次転写ローラ73との対向位置である2次転写ニップに到達する。そして中間転写ベルト4上に形成されたカラートナー像は、2次転写ニップ位置に搬送された転写紙P上に転写される。
A paper feeding unit 70 is disposed in the lower part of the apparatus main body 2, and a plurality of transfer papers P that are recording media are stored in the paper feeding unit 70. The transfer paper P is separated and fed one by one by a paper feeding roller 71 and a separation member (not shown) (separation roller, separation pad, etc.) in synchronization with the start of the image forming process, and the fed transfer The paper P is temporarily stopped by the registration roller pair 72 and is fed toward the secondary transfer nip at a predetermined timing after correcting the oblique shift.
Further, the intermediate transfer belt 4 onto which the toner images of the respective colors have been transferred in the image forming process reaches the secondary transfer nip that is the position facing the secondary transfer roller 73. The color toner image formed on the intermediate transfer belt 4 is transferred onto the transfer paper P conveyed to the secondary transfer nip position.

2次転写ニップ位置においてカラー画像を転写された転写紙Pは定着装置74へと搬送され、定着装置74の加熱ローラ及び加圧ローラによる熱と圧力とにより転写紙表面に転写されたカラー画像が定着される。定着を終えた転写紙Pは、排紙ローラ対75により装置本体上面に形成された排紙部76へと排出され積載される。このようにして画像形成装置における一連の画像形成プロセスが完了する。   The transfer paper P on which the color image is transferred at the secondary transfer nip position is conveyed to the fixing device 74, and the color image transferred to the surface of the transfer paper by the heat and pressure of the heating roller and pressure roller of the fixing device 74 is transferred. It is fixed. After the fixing, the transfer paper P is discharged and stacked by a paper discharge roller pair 75 onto a paper discharge unit 76 formed on the upper surface of the apparatus main body. In this way, a series of image forming processes in the image forming apparatus is completed.

なお、以上の実施例では、画像形成装置としてカラー複写機(またはカラー複合機)を例に挙げて説明したが、前述の本発明の現像装置は、作像部が一つのみのモノクロ画像形成装置に適用することができることは言うまでもない。   In the above embodiment, the color copying machine (or color multifunction peripheral) is described as an example of the image forming apparatus. However, the above-described developing device of the present invention forms a monochrome image having only one image forming unit. It goes without saying that it can be applied to the device.

本発明の画像形成装置では、現像手段として前述した構成の現像装置3を備えたことにより、現像剤の循環、混合、攪拌、帯電の安定化が図れるため、画質や画像濃度の安定化を図ることができる。   In the image forming apparatus of the present invention, since the developing device 3 having the above-described configuration is provided as the developing means, the developer circulation, mixing, stirring, and charging can be stabilized, so that the image quality and image density are stabilized. be able to.

1Y,1M,1C,1Bk:作像部
2(2Y,2M,2C,2Bk):感光体ドラム(潜像担持体)
3(3Y,3M,3C,3Bk):現像装置
4:中間転写ベルト
5Y,5M,5C,5Bk:1次転写ローラ
6:中間転写ユニット
10:現像部(現像器)
11,12:搬送スクリュ11,12
13:現像ローラ
14:ドクタブレード
15:ケーシング
20:トナーカートリッジ
21:モータ
22:トナー補給路
30:循環路
31:空気供給路
32:輸送管(循環路)
40:現像剤収容部
41:攪拌スクリュ
42:撹拌羽根
43:現像剤流入口
45:モータ
50:ロータリフィーダ
51:ロータ
51a:回転軸
51b、510〜512:羽根
52:継手管路
53:モータ
55:ステータ
56:流入孔
57:排出孔
70:給紙部
71:給紙ローラ
72:レジストローラ対
73:2次転写ローラ
74:定着装置
75:排紙ローラ対
76:排紙部
80:画像読取部
100:画像形成装置
P:転写紙
1Y, 1M, 1C, 1Bk: Image forming section 2 (2Y, 2M, 2C, 2Bk): Photosensitive drum (latent image carrier)
3 (3Y, 3M, 3C, 3Bk): developing device 4: intermediate transfer belt 5Y, 5M, 5C, 5Bk: primary transfer roller 6: intermediate transfer unit 10: developing unit (developer)
11, 12: Conveying screws 11, 12
13: Developing roller 14: Doctor blade 15: Casing 20: Toner cartridge 21: Motor 22: Toner supply path 30: Circulation path 31: Air supply path 32: Transport pipe (circulation path)
40: Developer container 41: Agitation screw 42: Agitation blade 43: Developer inlet 45: Motor 50: Rotary feeder 51: Rotor 51a: Rotating shaft 51b, 510-512: Blade 52: Joint pipeline 53: Motor 55 : Stator 56: Inflow hole 57: Discharge hole 70: Paper feed unit 71: Paper feed roller 72: Registration roller pair 73: Secondary transfer roller 74: Fixing device 75: Paper discharge roller pair 76: Paper discharge unit 80: Image reading Part 100: Image forming apparatus P: Transfer paper

特許第3734096号公報Japanese Patent No. 3733496 特許第3349286号公報Japanese Patent No. 3349286 特開平11−143196号公報JP-A-11-143196 特開2007−193301号公報JP 2007-193301 A 特開2008−299217号公報JP 2008-299217 A 特開2008−3561号公報JP 2008-3561 A

Claims (8)

潜像担持体上の潜像を現像剤で現像する現像部と、前記現像部の外部に設けられ現像剤の一部を収容する現像剤収納部と、前記現像剤収納部の下方に設けられ該現像剤収納部の現像剤を排出するロータリフィーダと、前記ロータリフィーダから排出された現像剤を空気を利用して前記現像部に移送する現像剤循環手段とを備えた現像装置において、
前記ロータリフィーダは、内部に円筒状の空間を有するステータと、該ステータの上部側に設けられ前記現像剤収納部からの現像剤が流入する流入孔と、前記ステータの下部側に設けられ現像剤が排出される排出孔と、前記ステータの空間内に配置され軸部から放射状に延びる複数の羽根を有する回転自在に軸支されたロータを備え、前記ロータリフィーダの流入孔と排出孔の少なくとも一方は、前記ロータの回転軸から引いた鉛直方向の中心線に対してずらした位置に設けることを特徴とする現像装置。
A developing unit that develops the latent image on the latent image carrier with a developer, a developer storage unit that is provided outside the development unit and stores a part of the developer, and is provided below the developer storage unit. In a developing device comprising: a rotary feeder that discharges the developer in the developer storage portion; and a developer circulation means that transfers the developer discharged from the rotary feeder to the developing portion using air.
The rotary feeder includes a stator having a cylindrical space therein, an inflow hole provided on an upper side of the stator and into which developer from the developer storage portion flows, and a developer provided on a lower side of the stator. At least one of the inflow hole and the discharge hole of the rotary feeder, and a rotor rotatably supported by a discharge hole that is disposed in the space of the stator and has a plurality of blades extending radially from the shaft portion. Is provided at a position shifted with respect to the vertical center line drawn from the rotation axis of the rotor.
潜像担持体上の潜像を現像剤で現像する現像部と、前記現像部の外部に設けられ現像剤の一部を収容する現像剤収納部と、前記現像剤収納部の下方に設けられ該現像剤収納部の現像剤を排出するロータリフィーダと、前記ロータリフィーダから排出された現像剤を空気を利用して前記現像部に移送する現像剤循環手段とを備えた現像装置において、
前記ロータリフィーダは、内部に円筒状の空間を有するステータと、該ステータの上部側に設けられ前記現像剤収納部からの現像剤が流入する流入孔と、前記ステータの下部側に設けられ現像剤が排出される排出孔と、前記ステータの空間内に配置され軸部から放射状に延びる複数の羽根を有する回転自在に軸支されたロータを備え、前記ロータリフィーダの排出孔の中心点を、前記ロータの回転軸から引いた鉛直方向の中心線に対して該ロータの回転方向上流側にシフトさせた位置に設けることを特徴とする現像装置。
A developing unit that develops the latent image on the latent image carrier with a developer, a developer storage unit that is provided outside the development unit and stores a part of the developer, and is provided below the developer storage unit. In a developing device comprising: a rotary feeder that discharges the developer in the developer storage portion; and a developer circulation means that transfers the developer discharged from the rotary feeder to the developing portion using air.
The rotary feeder includes a stator having a cylindrical space therein, an inflow hole provided on an upper side of the stator and into which developer from the developer storage portion flows, and a developer provided on a lower side of the stator. And a rotor rotatably supported by a shaft having a plurality of blades disposed in the space of the stator and extending radially from the shaft portion, and the center point of the discharge hole of the rotary feeder is A developing device, wherein the developing device is provided at a position shifted to the upstream side in the rotational direction of the rotor with respect to a vertical center line drawn from the rotational axis of the rotor.
潜像担持体上の潜像を現像剤で現像する現像部と、前記現像部の外部に設けられ現像剤の一部を収容する現像剤収納部と、前記現像剤収納部の下方に設けられ該現像剤収納部の現像剤を排出するロータリフィーダと、前記ロータリフィーダから排出された現像剤を空気を利用して前記現像部に移送する現像剤循環手段とを備えた現像装置において、
前記ロータリフィーダは、内部に円筒状の空間を有するステータと、該ステータの上部側に設けられ前記現像剤収納部からの現像剤が流入する流入孔と、前記ステータの下部側に設けられ現像剤が排出される排出孔と、前記ステータの空間内に配置され軸部から放射状に延びる複数の羽根を有する回転自在に軸支されたロータを備え、前記ロータリフィーダの流入孔の中心点を、前記ロータの回転軸から引いた鉛直方向の中心線に対して該ロータの回転方向下流側にシフトさせた位置に設けることを特徴とする現像装置。
A developing unit that develops the latent image on the latent image carrier with a developer, a developer storage unit that is provided outside the development unit and stores a part of the developer, and is provided below the developer storage unit. In a developing device comprising: a rotary feeder that discharges the developer in the developer storage portion; and a developer circulation means that transfers the developer discharged from the rotary feeder to the developing portion using air.
The rotary feeder includes a stator having a cylindrical space therein, an inflow hole provided on an upper side of the stator and into which developer from the developer storage portion flows, and a developer provided on a lower side of the stator. And a rotor rotatably supported by a shaft having a plurality of blades disposed in the space of the stator and extending radially from the shaft portion, and the center point of the inflow hole of the rotary feeder is A developing device, wherein the developing device is provided at a position shifted to the downstream side in the rotational direction of the rotor with respect to the vertical center line drawn from the rotational axis of the rotor.
潜像担持体上の潜像を現像剤で現像する現像部と、前記現像部の外部に設けられ現像剤の一部を収容する現像剤収納部と、前記現像剤収納部の下方に設けられ該現像剤収納部の現像剤を排出するロータリフィーダと、前記ロータリフィーダから排出された現像剤を空気を利用して前記現像部に移送する現像剤循環手段とを備えた現像装置において、
前記ロータリフィーダは、内部に円筒状の空間を有するステータと、該ステータの上部側に設けられ前記現像剤収納部からの現像剤が流入する流入孔と、前記ステータの下部側に設けられ現像剤が排出される排出孔と、前記ステータの空間内に配置され軸部から放射状に延びる複数の羽根を有する回転自在に軸支されたロータを備え、前記ロータリフィーダの流入孔の中心点を、前記ロータの回転軸から引いた鉛直方向の中心線に対して該ロータの回転方向下流側にシフトさせた位置に設け、かつ排出孔の中心点を、前記ロータの鉛直方向の中心線に対して該ロータの回転方向上流側にシフトさせた位置に設けることを特徴とする現像装置。
A developing unit that develops the latent image on the latent image carrier with a developer, a developer storage unit that is provided outside the development unit and stores a part of the developer, and is provided below the developer storage unit. In a developing device comprising: a rotary feeder that discharges the developer in the developer storage portion; and a developer circulation means that transfers the developer discharged from the rotary feeder to the developing portion using air.
The rotary feeder includes a stator having a cylindrical space therein, an inflow hole provided on an upper side of the stator and into which developer from the developer storage portion flows, and a developer provided on a lower side of the stator. And a rotor rotatably supported by a shaft having a plurality of blades disposed in the space of the stator and extending radially from the shaft portion, and the center point of the inflow hole of the rotary feeder is Provided at a position shifted to the downstream side in the rotation direction of the rotor with respect to the vertical center line drawn from the rotation axis of the rotor, and the center point of the discharge hole is set to the vertical center line of the rotor. A developing device provided at a position shifted to the upstream side in the rotational direction of the rotor.
請求項1〜4のいずれか一つに記載の現像装置において、
前記排出孔は、前記ロータの鉛直方向の頂上点を0度とし、該ロータの回転方向をプラスとすると、90〜180度の間にあることを特徴とする現像装置。
In the developing device according to any one of claims 1 to 4,
The developing device according to claim 1, wherein the discharge hole is between 90 and 180 degrees when a top point in a vertical direction of the rotor is 0 degree and a rotation direction of the rotor is plus.
請求項1〜5のいずれか一つに記載の現像装置において、
前記排出孔の幅W1(ステータ開口部の弦の長さ)は、以下の式を満たすことを特徴とする現像装置。
W1>V/t
V:ロータ先端の周速(m/s)
t:ロータの軸近傍の現像剤が、自由落下でロータ外に到達するまでの時間(s)
t=√(2(R・r)/g)
R:ロータの半径(m)
r:ロータの軸半径(m)
g:重力加速度(m/s^2)
In the developing device according to any one of claims 1 to 5,
The width W1 of the discharge hole (the length of the chord of the stator opening) satisfies the following expression.
W1> V / t
V: Peripheral speed of rotor tip (m / s)
t: Time required for the developer near the rotor axis to reach the outside of the rotor by free fall (s)
t = √ (2 (R · r) / g)
R: Radius of rotor (m)
r: Shaft radius of the rotor (m)
g: Gravitational acceleration (m / s ^ 2)
請求項1〜6のいずれか一つに記載の現像装置において、
前記ロータの羽根の先端側の一部が、該ロータの回転方向に対して逆方向に傾斜を持つことを特徴とする現像装置。
In the developing device according to any one of claims 1 to 6,
2. A developing apparatus according to claim 1, wherein a part of the rotor blade tip side is inclined in a direction opposite to a rotation direction of the rotor.
潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像して可視化する現像手段を備えた画像形成装置であって、
前記現像手段として請求項1〜7のいずれか一つに記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus comprising a latent image carrier and developing means for developing and visualizing the latent image on the latent image carrier,
An image forming apparatus comprising the developing device according to claim 1 as the developing unit.
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