JP2014071297A - Image forming unit and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、現像剤を均等に供給して画像を形成する画像形成ユニット及び画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming unit and an image forming apparatus that form an image by supplying a developer evenly.
従来は、画像形成ユニット内での均等なトナーの補給は、トナー補給口と、その下方の回転する搬送部材と、搬送部材を覆う案内部材とで行っていた。このような案内部材等を備えた画像形成ユニットの例としては、特許文献1に記載の現像装置及び画像形成装置がある。 Conventionally, uniform toner replenishment in the image forming unit has been performed by a toner replenishing port, a rotating conveying member below it, and a guide member covering the conveying member. As an example of an image forming unit provided with such a guide member, there is a developing device and an image forming device described in Patent Document 1.
この特許文献1の現像装置及び画像形成装置の案内部材では、側面に壁を有し、その壁面は搬送部材の搬送方向に向かうに従って壁面の高さが低くなるテーパ形状を有する。 The guide member of the developing device and the image forming apparatus of Patent Document 1 has a wall on the side surface, and the wall surface has a tapered shape in which the height of the wall surface decreases as it goes in the transport direction of the transport member.
上記構成では、画像形成ユニット内の長手方向のトナー量が一方に偏り、もう一方ではトナー量が不足することがある。そして、トナー量が偏ると、画像品位が低下する場合があった。 In the above configuration, the toner amount in the longitudinal direction in the image forming unit may be biased to one side, and the toner amount may be insufficient on the other side. When the toner amount is biased, the image quality may be lowered.
本発明の画像形成ユニットは、前記課題を解決するためになされたもので、像担持体と、前記像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給するための現像剤収容部と、前記現像剤収容部の端部に前記現像剤を補給する補給部材と、前記補給部材の鉛直方向下部に位置し水平方向に長く配設されて前記現像剤を水平方向に搬送する搬送部材と、前記搬送部材の周囲を覆うように配設されて前記現像剤を水平方向に案内する案内部材とを有し、前記案内部材は、前記現像剤の搬送方向における上流側から下流側に向かって複数の開口部を有し、前記複数の開口部は、前記現像剤の搬送方向における下流側に向かうに従って開口面積が大きくなることを特徴とする。また、本発明の画像形成装置も前記画像形成ユニットと同様の構成を備えている。 An image forming unit according to the present invention has been made to solve the above problems, and includes an image carrier, a developer carrier for supplying a developer to the image carrier, and the developer on the developer carrier. A developer containing portion for supplying the developer, a replenishing member for replenishing the developer to the end of the developer containing portion, and a vertically long lower portion of the replenishing member that is disposed in the horizontal direction. A transport member that transports the developer in the horizontal direction, and a guide member that is disposed so as to cover the periphery of the transport member and guides the developer in the horizontal direction, and the guide member transports the developer A plurality of openings from the upstream side toward the downstream side in the direction, and the opening areas of the plurality of openings increase toward the downstream side in the developer transport direction. The image forming apparatus of the present invention also has the same configuration as the image forming unit.
前記構成により、それぞれの開口部から画像形成ユニット内へ落下する現像剤の量を均等にすることができる。 With this configuration, it is possible to make the amount of the developer falling from the respective openings into the image forming unit uniform.
以下に、本発明の実施形態に係る画像形成ユニット及び画像形成装置について説明する。 Hereinafter, an image forming unit and an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
[第1実施形態]
まず、本発明の第1実施形態に係る画像形成ユニット及び画像形成装置について説明する。図1は第1実施形態に係る画像形成装置100を示す概略構成図である。
[First embodiment]
First, an image forming unit and an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an
図1の画像形成装置100は、カラー印刷が可能な装置である。この画像形成装置100は、K(ブラック)、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)の4色の画像形成ユニット1K、1Y、1M、1Cを有する。これらのユニットの上部には、ある一定の隙間を置いて、感光ドラム22に静電潜像を形成する露光ヘッド2が設置されている。これらが画像形成装置100の制御部(図示せず)によって制御されてカラー印刷やモノクロ印刷が行われる。
The
画像形成装置100の下部にはトレイ3が着脱可能に設けられている。このトレイ3には媒体4が貯蔵されている。媒体4は給紙ローラ5、搬送ローラ6で搬送される。媒体4の搬送路には、画像形成ユニット1K、1Y、1M、1C、これらの画像形成ユニット1K、1Y、1M、1Cに向かって媒体を搬送するための転写ベルト7、転写ベルト7によって搬送された媒体に、画像形成ユニット1K、1Y、1M、1Cで形成されたトナー像を転写するための転写ローラ32、媒体4に転写された画像を定着するための定着器8、装置外部に媒体4を搬送して排出するための搬送ローラ9及び排出ローラ10、排出された媒体4を保持するためのスタッカーカバー11が設置される。また、各画像形成ユニット1K、1Y、1M、1C上部には、トナー貯蔵容器12がそれぞれ設けられている。各現像剤収容部としてのトナー貯蔵容器12には、それぞれの画像形成ユニット1K、1Y、1M、1Cに対応した4色のトナーK、Y、M、Cがそれぞれ貯蔵されている。
A tray 3 is detachably provided at the bottom of the
それぞれの画像形成ユニット1K、1Y、1M、1C及びトナー貯蔵容器12は構成が同一であるため、以下ではK(ブラック)の画像形成ユニット1K及びトナー貯蔵容器12について説明する。図2は画像形成ユニット1K及びトナー貯蔵容器12を示す断面図、図3は画像形成ユニット1Kを示す斜視図、図4はトナー量検出部材16を示す斜視図である。
Since the
図2においてトナー貯蔵容器12は、内部に現像剤であるトナー13を撹拌するための撹拌部材14、回転可能なシャッタ部材40を有している。シャッタ部材40は開口部40aを有している。この開口部40aは、画像形成ユニット1Kのトナー補給口15と連結される。一方、画像形成ユニット1Kは、内部にトナー補給口15、回転シャッタ部材15a、トナー量検出部材16、トナー撹拌のための撹拌部材17、18、感光ドラム22に形成された静電潜像にトナーを現像する現像剤担持体である現像ローラ20、及びこの現像ローラ20にトナー13を供給するためのトナー供給ローラ19を有する。
In FIG. 2, the
ここで、トナー供給ローラ19とトナー補給口15との間に拡散機構101が設けられ、拡散機構101とトナー供給ローラ19との間にトナー量検出部材16が配置される。トナー補給口15の鉛直下方に拡散機構101が設けられ、拡散機構101の鉛直下方にトナー量検出部材16とトナー供給ローラ19が設けられる。
Here, a
ここで、回転シャッタ部材15aは、画像形成ユニット1K内へトナー13を補給する補給部材である。回転シャッタ部材15aは、リブで仕切られたトナー室151a(図5参照)を有する。回転シャッタ部材15aは、トナー貯蔵容器12内のトナー13の遮蔽と供給を行う。即ち、回転シャッタ部材15aは、静止状態ではトナー補給口15を遮蔽するが、回転することによって、トナー貯蔵容器12内のトナー13をトナー室151a内に取り込んで下側の画像形成ユニット1K内に供給する。
Here, the
また、トナー量検出部材16は、パドル16aの回転状態によりトナー量を検出するための装置である。トナー量検出部材16は、回転軸の径方向に突出する回転可能な平面状のパドルを備えて構成されている。このトナー量検出部材16は、前記回転軸の径方向端部に重心が設定され、自重による回転によって慣性モーメントを生じるように設定されている。
The toner
現像ブレード21は、現像ローラ20に供給されたトナー13を薄層化するための部材である。この現像ブレード21は現像ローラ20に当接して設置される。像担持体である感光ドラム22は、現像ローラ20と当接して設置されている。さらにこの感光ドラム22には、帯電ローラ23とクリーニングブレード24が当接して設置される。また、クリーニングブレード24の下側には、このクリーニングブレード24で掻きとったトナー13を排出するための廃トナー搬送部材25が設置されている。
The developing
図3において、29はトナー量検出部材16の端部に設置された反射板である。この反射板29の対向位置で、かつ回転軌跡の最下点に、反射板29の位置を検出するセンサ30が本体装置側に設置されている。このセンサ30は、発光部301と受光部302を有する。また、図4のように、トナー量検出部材16の駆動源として回転部材31が設置される。トナー量検出部材16は、パドル16aと軸部16bとから成る。パドル16aと軸部16bとは、一体に回転するように構成され、軸部16bの軸方向における一端側には反射板29が、パドル16aが鉛直下方にあるときにセンサ30と対向するように配置される。トナー量検出部材16のパドル16aは回転部材31の突起311に当接して回転する。また、トナー量検出部材16の軸は、回転部材31に隙間を有するように挿入されている。そのため、トナー量検出部材16は、回転部材31に対して自在に回転できるように支持されている。
In FIG. 3,
図5は図2におけるトナー補給口15の拡大図である。回転シャッタ部材15aは、上述のように、静止状態でトナー補給口15を遮蔽し、回転することによって、トナー貯蔵容器12内のトナー13をトナー室151a内に取り込んで下側の画像形成ユニット1K内に供給する。回転シャッタ部材15aとカバー35との間には微小な隙間ΔL1、ΔL2を設定している。
FIG. 5 is an enlarged view of the
次に、トナー補給系とトナー搬送系ついて説明する。 Next, a toner replenishment system and a toner transport system will be described.
図2のように、トナー補給口15内の回転シャッタ部材15aの鉛直下方には、拡散機構101が設けられている。この拡散機構101は、トナー補給口15から補給されたトナー13を、画像形成ユニット1K内の長手方向に均等に拡散するための装置である。拡散機構101は、スクリューコンベアによって構成されている。拡散機構101は、画像形成ユニット1Kの長手方向全長に亘って配設されている。拡散機構101は具体的には、搬送部材26と、案内部材27と、本体装置側に取り付けられた駆動モータ28とから構成されている。
As shown in FIG. 2, a
搬送部材26は、トナー13を搬送する螺旋状のスクリュー部材で構成されている。案内部材27は、搬送部材26を覆うように形成されてトナーの動きを規制する部材である。案内部材27は、搬送部材26の周囲を覆うように、断面U字型の溝状に形成されている。案内部材27の断面形状をU字型とすることで、スクリュー部材である搬送部材26が回転すると、案内部材27内をトナー13が搬送されるようになっている。
The conveying
なお、トナー補給口15の面積は、なるべく小さくなるよう設定されている。これは、貯蔵容器12の交換時に、トナー補給口15から飛散したトナー13によって周囲が汚れるのを軽減するためである。また、本実施形態では、図3のように、回転シャッタ部材15aは画像形成ユニット1Kの長手方向一方の端部に設置されるが、これは画像形成ユニット1Kを長手方向から画像形成装置100に対して取り外す際にトナー13による汚れを防ぐためである。具体的には、画像形成ユニット1Kを、長手方向に向かってトナー貯蔵容器12に対して着脱自在としたとき、トナー補給口15を装着方向における上流側、及び取り外し方向における下流側の端部側に配置することでトナー補給口15を装置外へと誘導するまでのストロークを短くすることができる。そのため、例えば、トナー補給口15近傍のトナー貯蔵容器12の外周にトナーが付着することを低減することができる。トナー貯蔵容器12を長手方向に向かって画像形成ユニット1Kに対して着脱した場合についても同様である。
The area of the
搬送部材26は、本実施形態では、回転可能な軸を有する螺旋状の回転体(スクリュー部材)で構成されている。搬送部材26の回転による螺旋の進行方向は、回転シャッタ部材15aが設置された端からもう一方の端、すなわち図3の矢印26aの方向へと向かうように螺旋の巻方向と回転方向を設定している。搬送部材26は、補給部材である回転シャッタ部材15aと駆動が同期されている。
In this embodiment, the conveying
図6に示すように、案内部材27は、トナー補給口15を構成する回転シャッタ部材15aと対向する位置に配置された受け部壁面270及びこの受け部壁面270と対向する案内部材壁面272で形成される受け部273と、案内部材27のトナー搬送方向(長手方向)における受け部273の下流側に配置される複数の開口部27a、27b、27c、27dとを有する。また、案内部材27は、開口部27aと開口部27bとの間に形成された第1の壁面としての案内部材壁面271及び第2の壁面としての案内部材壁面272で構成された壁面部と、開口部27bと開口部27cとの間に形成された案内部材壁面271、272で構成された壁面部と、開口部27cと開口部27dとの間に形成された案内部材壁面271、272で構成された壁面部とを有する。本実施形態では、4つの開口部27a、27b、27c、27dが設けられているが、この開口部の数は、案内部材27の長さ寸法等の諸条件に応じて設定される。このため、開口部の数は、2、3又は5以上である場合もある。
As shown in FIG. 6, the
本実施形態では、開口部の数は4つであるため、4つの開口部27a、27b、27c、27dに、トナー補給量全体の約25%(具体的には20〜30%の範囲)ずつが落下するように、その幅及び長さが設定されている。具体的には、各開口部27a、27b、27c、27dは、案内部材27の長手方向に寸法La、Lb、Lc、Ldの間隔に設定されている。本実施形態ではLa=Lb=Lc=7.5(mm)としている。なお、搬送方向の最終の開口部(本実施形態でいう27d)は、搬送されるトナー13を全て落下させる必要がある。このため、最終の開口部27dの長手方向寸法Ldを他よりも広く(Ld=20mm)している。
In this embodiment, since the number of openings is four, each of the four
また、案内部材27のうち各開口部27a、27b、27c、27d以外の部分(開口部27aと開口部27bとの間、開口部27bと開口部27cとの間、開口部27cと開口部27dとの間)でのトナー13の落下を防止するため、各開口部27a、27b、27c、27d間の案内部材壁面271、272の高さは、図9(a)に示すように、搬送部材26の回転中心26aからの高さhが、搬送部材26の回転半径R以上に設定されている。本実施形態ではh=1.5Rとしている。壁面としての案内部材壁面271は、各開口部27a、27b、27c、27dの間に形成される壁面であり、案内部材壁面271と各開口部27a、27b、27c、27dは、前記搬送部材26の鉛直方向上部の回転方向に対向する側に形成されている。
Further, portions of the
各開口部27a、27b、27c、27dの開口面積は、以下のようにして設定される。
The opening areas of the
図8は、案内部材27を案内部材27の長手方向に対して垂直な方向から見たときの側面図である。図9は、図8に示すA−A断面、B−B断面、C−C断面、D−D断面、E−E断面、F−F断面、G−G断面、H−H断面、I−I断面の各断面に対応する断面図である。図9(a)はA−A断面、図9(b)はB−B断面、図9(c)はC−C断面、図9(d)はD−D断面、図9(e)はE−E断面に対応し、F−F断面、G−G断面、H−H断面、I−I断面は、図9(e)に示すE−E断面と同じ断面形状である。
FIG. 8 is a side view of the
図9において搬送部材26の回転方向を26Rとする。図9(a)において、搬送部材26の回転中心を通る水平線26xによって分割された搬送部材26のうち、下半分の回転方向26Rの上流側、すなわち図9(a)でいう+X側に、開口部27aを設けている。同様に、開口部27b(図9(b)参照)、開口部27c(図9(c)参照)及び開口部27d(図9(d)参照)を+X側にそれぞれ設けている。ここで、本実施形態においては、搬送部材26を+X側に回転することによって、トナーが図10(a)のような搬送状態で搬送されるため、開口部27a、27b、27c、27dを案内部材壁面271側に設けることとしたが、−X側に搬送部材26を回転させる場合には、トナーが図10(b)のような搬送状態で搬送されることとなるため、案内部材壁面272側に開口部27a、27b、27c、27dを配置するようにしてもよい。図9に戻って、本実施形態において、開口部27a、27b、27c、27dのそれぞれの開口端は、それぞれ角度θa、θb、θc、θd(図9(a)〜(d)参照)の位置になるように形成される。本実施形態ではθa=45°、θb=60°、θc=90°、θd=180°としている。また、これらはθa<θb<θc<θdとなるよう設定する。そのため、開口部27a、27b、27c、27dの開口面積Aa、Ab、Ac、AdはAa<Ab<Ac<Adの関係にある。即ち、前記複数の開口部27a、27b、27c、27dは、前記現像剤としてのトナー13の搬送方向における下流側に向かうに従って開口面積が大きくなるように設定されている。なお、図8のE−E線部、F−F線部、G−G線部、H−H線部、I−I線部は、図9(e)のように、開口部はなく、塞がれている。
In FIG. 9, the rotation direction of the conveying
また、対象とするトナー13の特性が異なる場合、例えば流動性が高い場合などは図10(c)のように案内部材27内でのトナー13の分布が異なるため、開口面積を調節する必要があるが、前述のAa<Ab<Ac<Adの関係を満足すれば、長手方向長さLa、Lb、Lc、Ldの寸法は適宜変えてもよい。
Further, when the characteristics of the
さらに、第1の開口部27aから最終の開口部27dまでの各開口部間の間隔は、概ね等しくなるよう設定される。本実施形態では、開口部27aと開口部27bとの間隔をLab、開口部27bと開口部27cとの間隔をLbc、開口部27cと開口部27dとの間隔をLcdとしたとき、各開口部27a、27b、27c、27dの間隔Lab、Lbc、Lcdは、80mm(Lab=Lbc=Lcd=80mm)に設定している。この間隔Lab、Lbc、Lcdにより、搬送部材26で搬送されるトナー13の搬送状態を安定化させる。トナー13は、搬送部材26で搬送されながら、各開口部27a、27b、27cでそれぞれ一部落下して、流れが分岐する。開口部によって、搬送部材26によって搬送されるトナーの一部が落下すると、開口部で落下せずに残った案内部材27内のトナーの搬送状態が一時的に乱れる。例えば、開口部27aでトナーが落下した後、一時的に案内部材27内のトナーの搬送状態が乱れるため、開口部27aと開口部27bとの間に形成された案内部材壁面271と案内部材壁面272によって搬送部材26で搬送を行いながら、トナー13の搬送状態を安定化させる。その後、トナーが搬送される方向26aにおける開口部27aの下流側の開口部27bにおいてトナーを再度落下させる。これをさらに下流側の開口部27c、27dにおいても繰り返すことで、各開口部から落下するトナーの量を安定化させることができる。
Furthermore, the interval between the openings from the
本実施形態においては、Lab=Lbc=Lcdとしたが、図7のように、Lab<Lbc<Lcdとなるように設定した方がより好ましい。通常、トナー13の量が減ると、搬送されるトナーの重量が軽くなってトナーの搬送状態が乱れやすくなるため、トナーの搬送状態を安定化させるのに必要な時間(距離)が増える。このため、各開口部27a、27b、27c、27dの間隔を、図7のように、Lab<Lbc<Lcdとなるように設定する。即ち、案内部材壁面271、272で囲まれた部分の案内部材27の各間隔Lab、Lbc、Lcdは、トナーの搬送状態が安定化するのに必要な距離に設定される。これにより、トナーの搬送状態を安定化させて、各開口部27a、27b、27c、27dにおいてトナーを落下させることができる。
In this embodiment, Lab = Lbc = Lcd, but it is more preferable to set so that Lab <Lbc <Lcd as shown in FIG. Usually, when the amount of the
駆動モータ28は、搬送部材26を回転駆動するための駆動源である。駆動モータ28は、拡散機構101の一方の端部に、搬送部材26と連結した状態で接続されている。駆動モータ28は、前記制御部に接続されて、この制御部で制御される。
The
[動作]
以上のように構成された画像形成装置100は、以下のように動作される。
[Operation]
The
図1において、前記制御部からの印字命令を受けると媒体4は給紙ローラ5によって一枚ずつ分離させられ搬送ローラ6によって転写ベルト7まで搬送される。また、画像形成ユニット1K、1Y、1M、1Cは後述の現像工程によって現像され、転写ベルト7上に搬送された媒体4上に転写ローラ32によってトナー13を転写する。トナー13が転写された媒体4は定着器8を通ることによりトナー13を定着された後、搬送ローラ9及び排出ローラ10によってスタッカーカバー11に排出され、保持される。
In FIG. 1, upon receiving a print command from the control unit, the
ここで画像形成ユニット1K、1Y、1M、1Cの現像工程について図2で説明するが、それぞれの画像形成ユニット1K、1Y、1M、1Cは構成が同一のためK(ブラック)の画像形成ユニット1Kについてのみ説明し、他の画像形成ユニット1Y、1M、1Cについては省略する。前記制御部からの印字命令を受け、図示されない駆動源1によりトナー供給ローラ19が19Rの方向へ回転し、20Rの方向へ回転する現像ローラ20にトナー13を供給する。このとき撹拌部材17、18もそれぞれ17R、18Rの方向へ回転しトナー13を捜拝する。現像ローラ20に供給されたトナー13は現像ブレード21によって薄層状に形成され、帯電される。一方、矢印22Rの方向へ回転する感光ドラム22は帯電ローラ23によって表面が帯電される。そして、露光ヘッド2によって露光され感光ドラム22上に静電潜像が形成される。この潜像に現像ローラ20上のトナー13が移動することによって露光部が現像される。この現像が、前述のように媒体4へ転写されるが、感光ドラム22上に残留したトナー13は、クリーニングブレード24によって掻きとられ、廃トナー搬送部材25によって搬送されて、外部へ排出される。このとき、搬送部材26は前述の駆動モータ28から動力を受け画像形成ユニット1Kの駆動時には矢印26Rの方向へ常時回転している。
Here, the developing process of the
次に、トナー量検出部材16及びトナー補給系の動作を説明する。
Next, operations of the toner
まず、トナー量検出部材16の動作について説明する。図11(a)のように、回転部材31は、図示されない駆動源により、トナー量検出部材16と同一の16R方向へ回転周期Tで回転している。最下点に位置するトナー量検出部材16は、回転周期Tの回転部材31の突起311とパドル16aとが当接することによって、最下点から最上点まで押し上げられるように回転させられる。これにより、トナー量検出部材16は、図11(b)のように、T/2経過後に最上点に達する。トナー量検出部材16は、回転軸径方向端部に重心を設定しているため、最上点に達した後は、図11(c)のように、自重で最下点まで回転しながら落下する。
First, the operation of the toner
このとき、図12(a)のように、画像形成ユニット1K内のトナー13が少ない場合(トナーロウの場合)、トナー量検出部材16の受けるトナー13の抵抗は小さい。即ち、トナー上面34aの位置が低下した状態では、トナー量検出部材16はトナー13の抵抗をほとんど受けることがない。そのため、トナー量検出部材16は最下点まで自重で落下し、突起311より早く最下点に到達する。
At this time, as shown in FIG. 12A, when the amount of
一方、画像形成ユニット1K内のトナー13の量が十分な場合は、図12(b)のように、トナー量検出部材16は、トナー13の抵抗によって最下点まで自重で落下をすることができない。
On the other hand, when the amount of the
トナー量検出部材16が最下点に位置するときは、トナー量検出部材16と共に回転する反射板29も最下点に位置する。そして、センサ30も反射板29の回転軌跡の最下点に設置されているため、センサ30が反射板29を検出する。即ち、センサ30の発光部301から発せられた光は反射板29によって反射され、その反射光が受光部302で受光される。これにより、トナー量検出部材16の位置を検出することが可能となり、トナー量検出部材16が最下点に位置することを検出する。
When the toner
センサ30は、トナー量検出部材16の最下点の滞在時間を検知し、図13(a)のように、滞在時間T1が、予め設定しておいた設定時間Tlowより長いとき、トナーロウを検知する。
The
トナーロウを検知すると、前記制御部によりトナー補給命令が出される。これにより、図示されない駆動源で、撹拌部材14と、回転シャッタ部材15aとが、それぞれ矢印14R、15Rの方向へ回転する。回転シャッタ部材15aのトナー室151a内に取り込まれたトナー13は、案内部材27上に落下する。
When toner low is detected, the control unit issues a toner replenishment command. Accordingly, the stirring
このとき、搬送部材26も回転されている。案内部材27上に落下したトナー13は、搬送部材26によって矢印26aの方向へ搬送される。このとき、トナー13は、搬送部材26の回転によって、図10(a)のような分布で搬送される。
At this time, the conveying
搬送部材26によってトナー13が第1の開口部27aまで到達すると、図14(a)、図15(a)のように、第1の開口部27aの開口角度θaと開口面積Aaで決定される割合のトナー13a1が、この開口部27aから画像形成ユニット1K内へと落下する。本実施形態では、開口部の数を4としているので、トナー補給量全体の約25%(20〜30%)のトナー13が開口部27aから落下するように、第1の開口部27aの開口角度θaと開口面積Aaが設定されている。
When the
これにより、トナー補給量全体の約75%(70〜80%)のトナー13a2が、開口部27aから落下せずに通過して、第2の開口部27bまで搬送される。
Accordingly, about 75% (70 to 80%) of the toner 13a2 of the total toner replenishment amount passes through the
第2の開口部27bでは、図14(b)、図15(b)のように、開口部27bが有する開口角度θbと開口面積Abによって、トナー補給量全体の約25%(20〜30%)に当たるトナー13b1が落下する。即ち、第1の開口部27aで落下したトナー量と同じ量のトナー13が第2の開口部27bから落下する。
In the
これにより、トナー補給量全体の約50%(40〜60%)のトナー13b2が、開口部27bから落下せずに通過して、第3の開口部27cまで搬送される。
As a result, about 50% (40 to 60%) of the toner 13b2 of the total toner replenishment amount passes through the
これらが、第4の開口部27dまで繰り返されて、4つの開口部27a、27b、27c、27dから、トナーが均等に落下する。
These are repeated up to the
このようにして、図15(c)のように、それぞれの開口部から均等な量のトナー13が画像形成ユニット1K内へ補給される。そして、図15(d)のように、トナー残量検出部材16で均一に撹拌される。
In this way, as shown in FIG. 15C, an equal amount of
ここで、案内部材27内のトナー13は、図10(a)のように、搬送部材26の回転による分布を成して搬送されるが、この分布は開口部27a、27b、27c、27dでは異なる。即ち、開口部27a、27b、27cでトナー13の一部がそれぞれ落下すると、一時的に図10(a)のようなトナーの搬送状態ではなくなる。このため、トナー分布を再び図10(a)のようなトナー分布状態に戻す必要がある。
Here, as shown in FIG. 10A, the
そして、案内部材27内のトナーの搬送状態を安定化するには、即ち図10(a)のようなトナー分布状態に戻すには時間を要する。このため、4つの開口部27a、27b、27c、27dの間は、案内部材壁面271、272で覆われている。この案内部材壁面271、272の領域で、案内部材27内のトナーの搬送状態を安定化させる。
Then, it takes time to stabilize the toner conveyance state in the
案内部材27内のトナー13の量が少なくなる下流側では、トナーの搬送状態の安定化に長い時間を要する場合がある。この場合は、図7のように、各開口部27a、27b、27c、27dの間の距離が、トナー補給口15から遠ざかるに従って長くなるように、各開口部27a、27b、27c、27dを配置する。これにより、案内部材27内のトナーの搬送状態が安定した状態で、次の開口部27b、27c、27dまで搬送することができる。
On the downstream side where the amount of the
これにより、トナー13が、各開口部27a、27b、27c、27dから一定量落下させて、画像形成ユニット1K内に均等に堆積させる。そして、補給されたトナー13が画像形成ユニット1K内に均等に堆積していくことで、トナー量検出部材16がそのトナー13による圧力を受けるようになる。これにより、トナー量検出部材16は、次第に自重落下せずに回転部材31と同期して回転するようになる。補給開始からのトナー量検出部材16の最下点の滞在時間T2は、堆積するトナー量の増加と共に短くなる。そして、図13(b)のように、滞在時間T2が設定時間Tlowより短くなったとき、トナーフル(図12(b)の上昇したトナー界面34b)を検知する。
As a result, the
トナーフル検知後、前記制御部が図示されない駆動部に撹拌部材14と回転シャッタ部材15aの停止命令を出し、補給・搬送動作を停止する。このとき、図5のように、回転シャッタ部材15aとカバー35との間に微小な隙間ΔL1とΔL2を設定しておくことで回転シャッタ部材15aの停止時には隙間ΔLlとΔL2間をトナー13が通過することがないため、トナー貯蔵容器12内のトナー13は落下することなく保持される。
After the toner full detection, the control unit issues a stop command for the agitating
本実施形態において、上記隙間ΔLl、ΔL2を0.05mmとした。この隙間ΔLl、ΔL2は、0.03〜0.3mmの範囲で設定されていればよい。 In the present embodiment, the gaps ΔLl and ΔL2 are set to 0.05 mm. The gaps ΔLl and ΔL2 may be set in the range of 0.03 to 0.3 mm.
[効果]
以上のように、搬送部材26の周囲に設けた案内部材27に複数の開口面積の異なる開口部27a、27b、27c、27dを設けることで、トナー13の案内部材27内での偏りに起因するトナー落下位置と量の偏りを防止することができる。そのため、それぞれの開口部27a、27b、27c、27dから画像形成ユニット1K内へ落下するトナー13の量を均等にすることができる。
[effect]
As described above, a plurality of
また、図7のように開口部27a、27b、27c、27dの間の距離を、回転シャッタ部材15aから遠ざかるに従って長くなるように設定することで、トナーの搬送状態がより安定した状態で、開口部27a、27b、27c、27dまで搬送されるようになり、トナー分布の変動による落下量のばらつきを低減できる。よって、画像形成ユニット1K内の長手方向に偏りなくトナー13を補給することができ、トナー量の不足による画像品位の低下を防止することができる。
Further, as shown in FIG. 7, the distance between the
また、トナー13を搬送部材26と案内部材27によって予め均等に配分することで現像器内部に循環機構等の撹拌部材を必要としないため、過剰な撹拌によるトナー13の劣化を低減できる。よって、画像品位の低下を防止することができる。
Further, since the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、本実施形態の画像形成装置の全体構成は、前記第1実施形態の画像形成装置100とほぼ同様であるため、同じ構成を有するものについては同じ符号を付与してその説明を省略する。また、前記第1実施形態の画像形成装置100と同じ動作及び効果についても、その説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The overall configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment is substantially the same as that of the
図16に第2の実施形態のトナー搬送部の構成を示す。第1の実施形態では図6のように開口部27a、27b、27c、27dの上方に位置する開口上部27a´、27b´、27c´、27d´を開口部27a、27b、27c、27dと共に開放して開口部27a、27b、27c、27dを略Uの字状に形成しているが、本実施形態では壁面271の一部を開放せずに壁面271と共有させることで、開口部27a、27b、27c、27dをロの字状に形成して手もよい。図17に第1の開口部27aのA−A断面図を示す。壁面271と面を共有する壁面271bの重力方向下端部の面271blは搬送部材26の回転中心からの水平線と案内部材27の交点、すなわち搬送部材26の回転外径Rより高い位置に設定する。なお、開口部27a以外の開口部27b、27c、27dにおいても壁面271bは同様の構成である。
FIG. 16 shows the configuration of the toner conveying unit of the second embodiment. In the first embodiment, as shown in FIG. 6, the
その他の構成は第1の実施形態と同様のため、省略する。 Other configurations are the same as those in the first embodiment, and are omitted.
前記第1の実施形態において、開口部27a、27b、27c、27dの上方に位置する壁面27lは開口部27a、27b、27c、27dと共に開放されているため、開口部27a、27b、27c、27dによって区切られる区間27ab、27bc、27cdは開口角度θが大きくなるほど強度が低下する。
In the first embodiment, since the wall surface 27l located above the
一方、第2の実施形態では開放される壁面271aの一部を開口部外の壁面271と共有させているため、案内部材27の強度を高めることができる。また、壁面271bの重量方向の面271blを搬送部材回転外径Rより高い位置に設定することで、搬送部材26の回転による案内部材27内のトナー13の循環には影響を与えず、よって案内部材27内のトナー分布にも影響を与えない。そのため、第1実施形態と同様にそれぞれの開口部から現像器内へ落下するトナー13の量を均等にすることができ、現像器内の長手方向に均一にトナー13を補給することができる。よって、画像品位の低下を防止することができる。
On the other hand, in the second embodiment, a part of the wall surface 271a to be opened is shared with the
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態について説明する。なお、本実施形態の画像形成装置の全体構成は、前記第1実施形態の画像形成装置100とほぼ同様であるため、同じ構成を有するものについては同じ符号を付与してその説明を省略する。また、前記第1実施形態の画像形成装置100と同じ動作及び効果についても、その説明を省略する。
[Third embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The overall configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment is substantially the same as that of the
第1、第2の実施形態では、搬送部材26の駆動源を画像形成ユニットの駆動源1で駆動する構造であったが、第3の実施形態では、搬送部材26の駆動源を撹拌部材14と回転シャッタ部材15aを駆動する駆動源2とした。搬送部材26は、像担持体である感光ドラム22と駆動が同期されている。
In the first and second embodiments, the driving source of the conveying
その他の構成は第1、第2の実施形態と同様であるため、省略する。 Other configurations are the same as those in the first and second embodiments, and thus are omitted.
第1の実施形態と同様にトナー量検出部材16がトナーロウを検知するとトナー補給命令が出され、図示されない駆動源によって撹拌部材14と回転シャッタ部材15a、搬送部材26がそれぞれ14R、15R、26Rの方向へ回転し現像器内ヘトナー13を補給する。トナー量検出部材16がトナーフル検知に十分なトナー13が補給されるとトナーフルを検知し図示されない駆動源2によって撹拌部材14と回転シャッタ部材15a、搬送部材26が停止するが、このとき案内部材27内部には搬送途中のトナー13が保持される。その後トナー13が消費され、再びトナー量検出部材16がトナーロウを検知するとトナー補給命令が出され図示されない駆動源2によって撹拌部材14と回転シャッタ部材15a、搬送部材26が駆動を開始する。このとき、図18(b)のように案内部材27内にトナー13が保持されているため、全ての落下口から同時にトナー13が落下し始める。
As in the first embodiment, when the toner
その他の動作は第1の実施形態と同様のため、省略する。 Since other operations are the same as those in the first embodiment, a description thereof will be omitted.
[効果]
第1の実施形態においては、トナー補給命令が発せられた時点では図18(a)のように案内部材27内にトナー13が保持されていないためそれぞれの開口部27a、27b、27c、27dからトナー13が落下し始めるまでに時間差が生じてしまう。すなわち、補給ロ15から近い位置にある開口部ほど補給開始からトナー13が落下し始める時間が短く、遠い開口部ほど時間が長い。
[effect]
In the first embodiment, when the toner replenishment command is issued, the
一方、第3の実施形態の様に撹拌部材14と回転シャッタ部材15a、搬送部材26の駆動・停止の切り替えを同期させることによって2回目以降のトナー補給開始時には案内部材27内にトナー13が保持される。これにより全ての落下口からトナー13が同時に落下し始めるため、トナー残量検知の精度の低下を防止しより均等なトナー補給が可能となる。よって、現像器内の長手方向に均一にトナー13を補給することができ、画像品位の低下を防止することができる。
On the other hand, the
[変形例]
本発明は画像形成ユニットに関してのものであるが、複写機、LEDプリンタ、レーザービームプリンタ、ファクシミリ、MFP等に用いられる画像形成装置への適用が可能である。
[Modification]
The present invention relates to an image forming unit, but can be applied to an image forming apparatus used for a copying machine, an LED printer, a laser beam printer, a facsimile, an MFP, and the like.
1K、1Y、1M、1C:画像形成ユニット、2:露光ヘッド、3:トレイ、4:媒体、5:給紙ローラ、6:搬送ローラ、7:転写ベルト、8:定着器、9、10:排出ローラ、12:トナー貯蔵容器、13:トナー、14:撹拌部材、15:トナー補給口、15a:回転シャッタ部材、16:トナー量検出部材、17、18:撹拌部材、19:トナー供給ローラ,20:現像ローラ、21:現像ブレード、22:感光ドラム、23:帯電ローラ、24:クリーニングブレード、25:廃トナー搬送部材、26:搬送部材、27:案内部材、27a、27b、27c、27d:開口部、28:駆動モータ、29:反射板、30:センサ、301:発光部、302:受光部、31:回転部材、311:突起、40:シャッタ部材、40a:開口部、100:画像形成装置、101:拡散機構。 1K, 1Y, 1M, 1C: image forming unit, 2: exposure head, 3: tray, 4: medium, 5: paper feed roller, 6: transport roller, 7: transfer belt, 8: fixing device, 9, 10: Discharge roller, 12: toner storage container, 13: toner, 14: stirring member, 15: toner supply port, 15a: rotating shutter member, 16: toner amount detecting member, 17, 18: stirring member, 19: toner supply roller, 20: developing roller, 21: developing blade, 22: photosensitive drum, 23: charging roller, 24: cleaning blade, 25: waste toner conveying member, 26: conveying member, 27: guide member, 27a, 27b, 27c, 27d: Opening portion, 28: drive motor, 29: reflector, 30: sensor, 301: light emitting portion, 302: light receiving portion, 31: rotating member, 311: protrusion, 40: shutter member, 40a: open Parts, 100: image forming apparatus, 101: diffusion mechanism.
Claims (13)
前記像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に前記現像剤を供給するための現像剤収容部と、
前記現像剤収容部の端部に前記現像剤を補給する補給部材と、
前記補給部材の鉛直方向下部に位置し水平方向に長く配設されて前記現像剤を水平方向に搬送する搬送部材と、
前記搬送部材の周囲を覆うように配設されて前記現像剤を水平方向に案内する案内部材とを有し、
前記案内部材は、前記現像剤の搬送方向における上流側から下流側に向かって複数の開口部を有し、
前記複数の開口部は、前記現像剤の搬送方向における下流側に向かうに従って開口面積が大きくなることを特徴とする画像形成ユニット。 An image carrier;
A developer carrier for supplying a developer to the image carrier;
A developer container for supplying the developer to the developer carrier;
A replenishment member for replenishing the developer to an end of the developer accommodating portion;
A conveying member that is positioned in the lower vertical direction of the replenishing member and that is long in the horizontal direction and conveys the developer in the horizontal direction;
A guide member disposed so as to cover the periphery of the transport member and guiding the developer in a horizontal direction;
The guide member has a plurality of openings from the upstream side toward the downstream side in the transport direction of the developer,
The image forming unit according to claim 1, wherein an opening area of the plurality of openings increases toward a downstream side in the developer transport direction.
前記搬送部材の回転中心からの水平線と前記案内部材の交点から下方に向かって開口角度を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成ユニット。 The opening is located below a horizontal line perpendicular to the direction of gravity from the rotation center of the transport member,
4. The image forming unit according to claim 1, wherein the image forming unit has an opening angle downward from an intersection of a horizontal line from the rotation center of the conveying member and the guide member. 5.
前記像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に前記現像剤を供給するための現像剤収容部と、
前記現像剤収容部の端部に前記現像剤を補給する補給部材と、
前記補給部材の鉛直方向下部に位置し水平方向に長く配設されて前記現像剤を水平方向に搬送する搬送部材と、
前記搬送部材の周囲を覆うように配設されて前記現像剤を水平方向に案内する案内部材とを有し、
前記案内部材は、前記現像剤の搬送方向における上流側から下流側に向かって複数の開口部を有し、
前記複数の開口部は、前記現像剤の搬送方向における下流側に向かうに従って開口面積が大きくなることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier;
A developer carrier for supplying a developer to the image carrier;
A developer container for supplying the developer to the developer carrier;
A replenishment member for replenishing the developer to an end of the developer accommodating portion;
A conveying member that is positioned in the lower vertical direction of the replenishing member and that is long in the horizontal direction and conveys the developer in the horizontal direction;
A guide member disposed so as to cover the periphery of the transport member and guiding the developer in a horizontal direction;
The guide member has a plurality of openings from the upstream side toward the downstream side in the transport direction of the developer,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein an opening area of the plurality of openings increases toward a downstream side in the developer conveyance direction.
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