JP3603492B2

JP3603492B2 - Developing device

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Publication number: JP3603492B2
Application number: JP20967596A
Authority: JP
Inventors: 啓平田; 富夫大貫; 芳春須賀; 愛伊藤; 育太郎長束
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1996-08-08
Filing date: 1996-08-08
Publication date: 2004-12-22
Anticipated expiration: 2016-08-08
Also published as: JPH1048937A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンター、ファクシミリ等、電子写真方式の画像形成装置に用いる現像装置に関し、詳細には、トナー及びキャリアとからなる二成分からなる現像剤を用いる現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複写機やプリンター等の画像形成装置においては、トナーとキャリアとからなる二成分系現像剤で静電潜像担持体表面に形成された静電潜像の可視化、すなわち現像を行なう現像装置が多用されている。このような現像装置において、トナーは現像操作によって消費されていく一方、キャリアは消費されずに現像装置内に残る。従って、現像装置内でトナーと共に攪拌されるキャリアは攪拌回数が多くなるにつれて、トナーとの摩擦や衝撃によりトナーの一部がキャリア表面に付着して汚染する等により、現像剤の帯電性能が徐々に低下する。このため、カブリ等の画質欠陥を生じて、画像品質を著しく低下させる原因となっている。
【０００３】
このような劣化現像剤による画質低下を防止するためには、一定期間ごとに現像装置内のキャリアを新しいものと交換して同じキャリアが長期間に亘って現像装置内に滞留するのを防止する必要がある。しかるに、現像装置内ではキャリアとトナーが混ざった状態で収容されており、現像装置内のキャリアを交換する際には、飛散しやすいトナーが漏れ出て画像形成装置周辺を汚す虞れがあるため、熟練した技術者でないと交換が難しく、また、この交換作業を一々人手に頼っていたのでは保守管理に手間が掛かり過ぎる。
【０００４】
そこで、この交換作業の手間を省くため、自動的に現像剤の交換が行なわれる機構を備えた方式の現像装置が開発され、現在広く普及している。この方式の現像装置では、現像装置の外部から現像剤を補給する補給装置が取り付けられており、現像剤は現像装置の駆動時に現像ロールの駆動と同期して補給装置が作動して自動的に現像剤が現像装置内に補給され、その一方で現像装置内の現像剤が自動的に排出される機構となっている（特公平第２−２１５９１号公報）。
【０００５】
ところで、現像装置内の現像剤の量は画質に大きく影響する。即ち、現像装置内に保持される現像剤量が変動すると現像装置内の現像スリーブ周面に担持される現像剤の量が変動し、この現像スリーブ周面上に担持された現像剤で現像されて静電潜像担持体上に形成される未定着トナー像の濃度が変動するため、最終的に得られる画像の濃度も変動して画質が低下する。従って画像濃度の変動による画質低下を防止するためには、常に一定の量の現像剤が現像装置内に保持されることが必要となる。
【０００６】
そのため、上記方式の現像装置では、現像装置の一部に古い現像剤を現像装置の外へ排出するための排出口を設け、そこから自動的に現像剤を排出させる機構となっている。例えば、特公平第２−２１５９１号公報に開示された現像装置では、図１７に示すように、キャリアボックス６とトナーボックス８に収容された新しいキャリアとトナーとをそれぞれキャリアディスペンスロール７とトナーディスペンスロール９により現像スリーブ３の回転に同期して現像装置ハウジング２内に補給する一方で、図中右側の一部に現像剤溢出口１１を設け、ここから余剰の現像剤が溢れ出る機構となっている。
【０００７】
しかるに、上記のように古い現像剤と新規現像剤とが自動的に交換される構造にしたにもかかわらず、この方式の現像装置においても依然として劣化キャリアが原因と思われる画質低下が発生する。その原因について本発明者らが検討したところ、現像装置内で現像剤が滞留しやすい位置があり、この位置で古い現像剤が滞留することが上記画質低下の原因であることが判明した。
【０００８】
即ち、上記方式の現像装置では、図１３に示すように、新規現像剤補給装置２ｂが作動すると図示しない現像剤収容容器内の新規現像剤は開口部１ｃを経て現像装置の現像剤槽１内に補給される。この図１３の現像装置を図中矢印Ａの方向から見たところを表したのが図１４であり、この現像装置の内部を図１３と同じ方向から見たところを表したのが図１５である。
【０００９】
図１５中、３ａと３ｂは軸の周りに螺旋状の羽根を備えたオーガー（ＡＵＧＥＲ）と呼ばれる攪拌部材であり、この攪拌部材３ａと３ｂとは互いに反対方向に回転することにより、攪拌部材３ａは図中左向きに現像剤を移動させ、攪拌部材３ｂは図中右向きに現像剤を移動させるようになっている。そして、攪拌部材３ａと３ｂとの間には仕切り板１ｂが取り付けられており、攪拌部材３ａと３ｂとの両端以外の真中部分だけが仕切られている。
【００１０】
そのため、上記現像剤補給部材から開口部１ｃを経て現像剤槽１ａ内に補給された新しい現像剤（以下、「新規現像剤」という）は攪拌部材３ａと３ｂとによって攪拌されながら図中矢印Ｂの方向に移動して略長円形の運動をし、現像剤槽内を循環する。そして攪拌部材３ａと３ｂの両端の部分では、矢印ＣのようにＵターンする。このＵターンする部分では現像剤の流れの方向が変わるため、現像剤が現像剤槽の隅に取り込まれやすく、この現像剤槽の隅の部分で現像剤の滞留が生じるのである。
【００１１】
即ち、図１５の現像剤槽１ａ内で攪拌部材３ａの左端以外の部分では、攪拌部材３ａの螺旋状羽根の作用により現像剤は図中左方向に搬送されており、このまま搬送したのでは現像剤槽１ａの左方向端部側の壁面に衝突してしまい、円滑にＵターンさせることができないため、左方向に搬送されてきた現像剤の移動方向を図１５の現像剤槽１ａの左方向端部側の部分で図中下側に向けさせる必要がある。そのため、攪拌部材３ａの左端のＧ₁で示した部分には逆ピッチオーガーと呼ばれる短い螺旋状羽根（以下、「副螺旋状部材」という）が取り付けられており、この副螺旋状部材が図中右方向に現像剤を押し戻す働きをすることにより、現像剤の進路を変更させるのである。
【００１２】
この副螺旋状部材の働きを図示したのが図１６である。攪拌部材３ａの回転軸の周りに設けた螺旋状羽根（以下、「主螺旋状羽根」という）の作用により矢印Ｂの方向に搬送されてきた現像剤は、左端の部分に近づくとＧ₁の位置の副螺旋状部材により、矢印Ｂとは反対向きの矢印Ｂ’の方向に押し戻される。すると、図１５に示したように、それまで矢印Ｂ方向に搬送されてきた現像剤は行き場を失い、隣接する攪拌部材３ｂの方向へ進路を変える。一方、攪拌部材３ｂの主螺旋状羽根は図中右方向に現像剤を搬送するように作動しているため、攪拌部材３ａから移動してきた現像剤は図中右方向へ搬送されるのである。
【００１３】
この現像剤がＵターンするときに、このＧ₁ の部分で現像剤の滞留が起きるのである。即ち、上記のようにして図１５に示した現像剤槽１ａの両端以外の部分では攪拌部材３ａの部分では図中左方向に、攪拌部材３ｂの部分では図中右方向に移動し、両端部分では矢印Ｃの様に現像剤がＵターンするため、現像剤は現像剤槽１ａ内を略長円形状に循環する。そのため、１ｃの開口部から落とし込まれた新規現像剤は現像剤槽内の現像剤と攪拌され、新規現像剤を含んだ現像剤の流れとして現像剤槽内を循環する。
【００１４】
しかるに、図１５のＧ₁ 、Ｇ₂ の部分には副螺旋状羽根が取り付けられており、この副螺旋状羽根の働きにより、上記新規現像剤を含んだ現像剤がその搬送方向と逆向きに押し戻されるため、このＧ₁ 、Ｇ₂ の部分には新規現像剤が補給されず、現像剤の滞留が起こるのである。特に、Ｇ₁ の部分は現像ロールと隣接しているため、この滞留した現像剤が現像ロールに担持されやすく、この滞留して劣化した現像剤が現像に使われることにより画質低下を惹き起こすのである。
【００１５】
このような滞留現像剤が現像に用いられることによる画質低下を防止するためには、攪拌部材の軸方向の長さが現像ロール５の軸方向の長さより長いものを用い、攪拌部材の主螺旋状羽根の取り付けられた部分のみと現像ロール５とが対向するように取り付け、副螺旋状羽根の取り付けられた図中Ｇ₁ の部分で滞留した現像剤が現像ロール５へ供給されないようにする方法が考えられる。しかるに、この方法では現像ロールの軸方向の寸法より長い攪拌部材が必要となるため、現像ロールの長さ自体は変わらないのに、この長さの現像ロールを収容する現像装置はより大きなものが必要となり、現像装置が大型化するという問題がある。また、この方法では、副螺旋状羽根の部分で生じる現像剤の滞留を防止するものではないため、この問題を根本的に解決するものではない。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明者らは、上記のような問題のない現像装置について鋭意研究を重ねた結果、現像剤槽内から過剰になった現像剤を排出する手段のうち、少なくとも一つを現像剤槽において現像剤が滞留しやすい位置に設け、この排出手段により滞留し易い位置の現像剤を現像剤槽の外へ確実に排出することにより上記従来の問題を解決できることを見出して本発明を完成した。
【００１７】
従って、本発明の目的は、新規現像剤を現像剤槽内に補給する一方で、過剰の現像剤を現像剤槽の外へ排出することにより現像剤槽内の現像剤量を一定に保つ機構の現像装置において、現像装置を大型化することなく、現像剤の滞留を防止することのできる現像装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、装置ハウジングの左右方向に沿って形成され、少なくとも現像剤担持体の現像領域全幅に対応して伸び、トナーとキャリアとからなる二成分系現像剤を収容する現像剤槽と、この現像剤槽内に新規現像剤を補給する現像剤補給手段と、上記現像剤槽に設けられ、この現像剤槽から過剰になった現像剤を排出する過剰現像剤排出手段と、上記現像剤槽内に配設され、この現像剤槽内の現像剤をその左右方向に循環させながら攪拌する現像剤搬送攪拌手段と、を備えた現像装置において、上記過剰現像剤排出手段が、現像剤槽に設けられた複数の排出口であり、上記複数の排出口は、現像剤槽においてこの現像剤槽内を循環する現像剤の流れが安定する位置に設けられ、現像剤槽内の現像剤量の最大値を決定する一つの主排出口と、現像剤槽において現像剤が滞留し易い位置に設けられ、現像剤槽内の現像剤量の最小値を決定する少なくとも一つの副排出口とで構成され、上記主排出口は現像剤槽の左右方向中央部寄りの、現像装置ハウジングのうち、現像装置の背面を構成する壁面であって、この壁面の両端の位置を除いた位置に形成され、上記副排出口は現像剤槽の左右方向端部の壁面において攪拌部材の軸受部の周辺の位置に形成され、また、上記主排出口の開口部は上記副排出口に対して十分大きいことを特徴とする現像装置であり、
請求項２に記載の本発明は、上記副排出口は、現像剤槽内に下限の量の現像剤を収容した状態で現像剤搬送攪拌手段を作動させたときに現像剤槽内の現像剤の上面の高さの位置に副排出口の下端がくるように形成されている請求項１に記載の現像装置である。
【００１９】
本発明の過剰現像剤排出手段は、現像剤槽内に所定量以上の現像剤が収容された場合に過剰の現像剤を現像剤槽内から排出させることにより現像剤槽内の現像剤量を一定量に保つ機能（以下、「過剰現像剤排出機能」という）と、現像剤槽内の滞留現像剤を現像剤槽の外へ排出する機能（以下、「滞留現像剤排出機能」という）とを有するものである。
【００２０】
過剰現像剤排出手段の具体的な内容としては、代表的には、過剰現像剤排出機能を果たす排出口（以下「主排出口」という）と、滞留現像剤排出機能を果たす排出口（以下「副排出口」という）の二つの排出口を別個に設けたもの（以下、主排出口と副排出口とを纏めて「分離型排出口」という場合もある）が挙げられる。
【００２１】
本発明の過剰現像剤排出手段として上記分離型排出口を設ける場合、主排出口、副排出口の形状は、それぞれ上記過剰現像剤排出機能、滞留現像剤排出機能を果たし得るものであれば良く、特に限定されない。具体的には、例えば、主排出口と副排出口として共に長方形又は正方形の排出口を配設したもの等が挙げられる。
【００２２】
主排出口、副排出口の大きさは、それぞれ上記過剰現像剤排出機能、滞留現像剤排出機能とを果たし得るものであれば良く、特に限定されない。具体的には、例えば、主排出口としては過剰現像剤を速やかに排出して現像剤槽内の現像剤量を最大値以下に調整できるような大きさの排出口とし、一方副排出口としては滞留現像剤を所定の割合で排出できるような大きさのものにすることができる。そして、これら主排出口、副排出口の具体的な寸法は実験値を基にして現像装置ごとに定められる。
【００２３】
副排出口は現像剤槽内において現像剤が滞留し易い位置に配設する。この現像剤が滞留し易い位置とは、具体的には、例えば、現像剤槽を構成する現像装置ハウジングの左右方向端部の壁面において攪拌部材の軸受部の周辺の部分である。
【００２４】
更に詳細には、副排出口は現像剤槽の左右方向端部の壁面において攪拌部材の軸受部の周辺の位置に設ける。そして、副排出口は、現像剤槽内の現像剤量の最小値を決定するように設ける。具体的には、副排出口は、現像剤槽内に収容すべき現像剤量の適正範囲のうち、下限の量の現像剤を現像剤槽内に維持できるような位置に設ける。例えば、現像剤槽内に上記下限の量の現像剤を収容した状態で現像剤搬送攪拌手段（以下、「攪拌手段」と略す場合もある）を作動させたときに現像剤槽内の現像剤の上面が、現像剤槽内部の底部からｈ₁の高さに来る場合に、この現像剤槽内部の底部からｈ₁の高さの位置に副排出口の下端がくるように副排出口を設ける場合が挙げられる。
【００２５】
また、主排出口は、現像剤槽においてこの現像剤を循環する現像剤の流れが安定する位置において、現像剤槽内の現像剤量の最大値を決定するように設ける。ここで、「現像剤を循環する現像剤の流れが安定する位置」とは、例えば、現像剤槽の左右方向中央部寄りの位置、即ち、現像装置ハウジングのうち、現像装置の背面を構成する壁面であって、この壁面の両端の位置を除いた位置が挙げられる。この位置では、攪拌部材により現像剤槽内を搬送される現像剤の流れが安定しており、現像剤上面の上下動の振幅が小さいため、この現像剤の上面の高さを指標として現像剤槽内に収容されている現像剤の総量を推し計った場合でも、実際に現像剤槽内に収容されている現像剤の量との誤差が小さいためである。
【００２６】
そして、主排出口は現像剤槽内の現像剤量の最大値を決定するように設ける。具体的には、現像剤槽内に収容すべき現像剤量の適正範囲のうち、上限の量の現像剤を現像剤槽内に維持できるような位置に主排出口を設ける。例えば、現像剤槽内に上記上限の量の現像剤を収容した状態で攪拌手段を作動させたときに、現像剤槽内の現像剤の上面が、現像剤槽内部の底部からｈ₂ の高さに来る場合に、この現像剤槽内部の底部からｈ₂ の高さの位置に主排出口の下端がくるように主排出口を設ける場合が挙げられる。そして分離型排出口の場合、排出口は三つ以上設けても良い。その場合には、主排出口を一つと、副排出口を二つ以上設ける場合等が挙げられる。
【００２７】
更に、他の過剰現像剤排出手段としては、円形或いは矩形の孔を現像剤槽を構成するハウジングの一部に設け、この孔にステッピングモーターで駆動される螺旋状羽根を備えた排出装置（以下、「排出装置」という）を配設したもの等が挙げられる。この排出装置を用いる場合には、制御装置で排出装置の作動時間を制御し、画素密度等から現像操作で消費されたトナーの消費量に基づいて計算した作動時間だけ作動するように制御したり、或いは、現像剤槽から排出された現像剤の量を別の装置で測定しながら作動させたりすることができ、上記滞留現像剤排出機能と共に過剰現像剤排出機能をも持たせることができる。そして、この排出装置を配設する場合には、排出装置を制御することにより現像剤槽内の現像剤量を調節することができるので、特に上記のｈ₁、ｈ₂ の高さに合わせて配設する必要はないが、排出装置を配設する排出口の下端部がｈ₁の高さに来るように配設することもでき、その場合には、現像剤槽内の現像剤量を排出しすぎるのが防止できるという利点がある。
【００２８】
本発明の現像装置において過剰現像剤排出手段は、その少なくとも一つが現像ロールに隣接する攪拌部材の軸受け部であって、副螺旋状羽根の配設された側の現像剤槽の壁面に設けられていることが求められる。この副螺旋状羽根周辺の部分の現像剤は現像ロールに近く、現像ロールとの間で頻繁に現像剤の着脱が起こるため、現像剤が滞留すると特にキャリアの劣化が起こり易く、直接的に画質低下の原因となり易いためである。そしてこの位置に副排出口或いは主排出口を設ける場合には、現像ロールから剥離された現像剤であって、比較的新しい現像剤が直接排出口から排出されてしまうのを防止するための庇状突出部をこの排出口の上側の位置であって、現像剤槽の内部へ向かう方向に向けて配設することが好ましい。また、この副排出口或いは主排出口は攪拌部材の１本に一つずつ設けても良く、その場合には、各攪拌部材の軸受け部のうち、副螺旋状羽根の配設された側に設ける。
【００２９】
更に、排出口は、通路を経て回収容器に繋がるようにし、現像剤槽から排出された滞留現像剤や過剰の現像剤がこの通路を経て現像剤槽の外側に排出されるような構造にすることにより、排出された現像剤を回収容器に回収させることも可能である。
【００３０】
上記のように、現像剤槽において現像剤が滞留し易い位置に少なくとも一つの過剰現像剤排出手段を設けたので、副螺旋状羽根の働きにより新規現像剤を含んだ現像剤が循環できないために攪拌部材の副螺旋状羽根配設側の軸受け部分近傍に滞留した現像剤がこの過剰現像剤排出手段から一定の割合で確実に現像剤槽内から外へ排出される。
【００３１】
即ち、分離型排出口を配設した現像装置では、副排出口がこの現像剤槽の側部壁面のうちの攪拌部材の軸受部近傍の位置であって、現像剤槽の底部からｈ₁の位置に排出口の下端が来るように配設されているので、滞留した現像剤はこの副排出口から確実に排出される。しかも、その高さは現像剤槽の底部からｈ₁の位置に排出口の下端が来るように配設されているので現像剤槽内の現像剤の量がその許容範囲の下限を下回るまで排出されてしまうことが防止される。
【００３２】
一方、主排出口は現像剤槽の底部からｈ₂の位置に排出口の下端が来るように配設されているので、現像剤槽内に大量の新規現像剤が一時に補給され、現像剤槽内の現像剤の量がその許容範囲の上限値を上回り、しかも前記副排出口の排出能力を上回った場合でも、この主排出口から過剰の現像剤が現像剤槽の外へ速やかに排出され、現像剤槽内の現像剤量が規定の範囲内になるまで調整されるため、現像剤の過供給による画質低下が未然に防止される。
【００３３】
更に、上記排出装置を使用する方式の現像装置の場合には、現像剤槽側部壁面の攪拌部材の軸受部近傍の位置にこの排出装置を配設するための孔を設け、この排出手段を制御することにより、現像剤槽内の現像剤量を適正範囲内に維持しながら、前記軸受部周辺の滞留現像剤を現像剤槽の外へ排出するため、現像剤槽内の現像剤量を適正な範囲内に維持しながら、滞留現像剤を現像剤槽の外へ効率良く排出できる。
【００３４】
以上のようにして、現像剤槽内の現像剤の量を適正な範囲内に維持しながら、滞留現像剤を現像剤槽の外へ排出するため、上記軸受け部分近傍の現像剤が滞留しやすい部分においても、古い現像剤が長期間にわたって滞留することがなくなり、この現像剤に含まれるキャリアも完全に劣化してしまう前に現像剤槽の外へ排出される。その結果、この古い現像剤に含まれるキャリアが劣化して惹き起こす画質低下が未然に防止される。
【００３５】
【実施の形態】
以下、本発明の実施形態である現像装置に基づいて本発明を説明する。図１は本実施形態の現像装置の概略図であり、図２は図１の現像装置をＤ−Ｄ’を通り攪拌部材の軸に平行な平面で切断した断面を矢印Ａの方向から見た図である。また、図３は図１の現像装置のハウジングの概略断面図であり、図４は図３の現像装置のハウジングをＪ−Ｊ’に平行な平面で切り取った断面を現像装置の背面側、即ち図３中矢印Ａの方向から見たところを表した図であり、図５は図３の現像装置のハウジングを現像装置の背面側から見たところを表した図である。
【００３６】
本実施形態の現像装置は、現像装置ハウジング１（装置ハウジング）の左右方向に沿って形成され、少なくとも現像ロール５（現像剤担持体）の現像領域全幅に対応して伸び、トナーとキャリアとからなる二成分系現像剤を収容する現像剤槽１ａと、この現像剤槽１ａ内に新規現像剤を補給するカートリッジ２ａ及びディスペンサー２ｂ（現像剤補給手段）と、上記現像剤槽１ａに設けられ、この現像剤槽１ａから過剰になった現像剤を排出する主排出口４ｂ（過剰現像剤排出手段）と、上記現像剤槽１ａ内に配設され、この現像剤槽１ａ内の現像剤をその左右方向に循環させながら攪拌する攪拌部材３ａ、３ｂ（現像剤搬送攪拌手段）とを備えている。
【００３７】
そして、本実施形態の現像装置では、図１に示したように、前記現像剤槽１ａ内で、現像剤が滞留し易い位置である、現像ロール５に隣接する攪拌部材３ａの軸受部のうち、副螺旋状羽根配設側の軸受部６の近傍の位置に一つの副排出口４ａ（現像剤搬送攪拌手段）が設けられている。ここで、副排出口４ａの配設位置の高さは、副排出口４ａの下端が現像剤槽１ａの内側の底部からｈ₁の高さになるように設けられている。このｈ₁ の高さは現像剤槽に最低限必要な量の現像剤を収容した状態で攪拌部材３ａと３ｂとを作動したときに現像剤の上面が来る位置となっている。そして、攪拌部材３ａの回転軸の中心から図中副排出口４ａの左端迄の距離ｄ₁ 、幅ｗ₁ 、高さｗ₂ の値は、攪拌部材３ａの回転軸の軸受部６周辺に滞留する滞留現像剤を最も効率よく現像剤槽１ａの外へ排出できる値となっている。
【００３８】
また、主排出口４ｂは現像装置の背面部分を構成する現像剤ハウジングの一部に設けられており、現像剤槽の左右方向中央部よりに設けられている。そして、主排出口４ｂの配設位置の高さは、主排出口４ｂの下端が現像剤槽１の底部からｈ₂ の高さになるように設けられている。このｈ₂ の高さは現像剤槽に収容すべき最大限の量の現像剤を収容した状態で攪拌部材３ａと３ｂとを作動させたときに現像剤の上面が来る位置となっている。また、主排出口４ｂの開口部の幅Ｗ₁、高さＷ₂ は、前記副排出口４ａの幅ｗ₁ 、高さｗ₂ のそれぞれに対して十分大きく、現像剤槽１ａ内の現像剤量がその最大限の量を越えたときに過剰の現像剤を速やかに現像剤槽１ａの外へ排出できる大きさとなっている。
【００３９】
現像装置ハウジング１の図中右側にはカートリッジ２ａの一部に設けられた現像剤回収容器２ｄが隣接しており、開口部２ｅが主排出口４ｂと連通するようになっており、主排出口４ｂを経て現像剤槽１ａから排出された現像剤がこのカートリッジ２ａの一部に設けた現像剤回収部分２ｆ内に収容されるようになっている。また、前記副排出口４ａも通路を介してこのカートリッジ２ａの一部に設けた現像剤回収部分２ｆと連通している。この副排出口４ａと現像剤回収部分２ｆとが通路４ｉを介して連通した状態を示したのが図６と図７である。
【００４０】
以下、現像装置の動きに沿って説明する。まず、現像操作により現像剤槽１ａ内からトナーが消費されると、図示しない中央演算処理装置（以下「ＣＰＵ」という）からディスペンサー２ｂに信号が送られ、所定時間だけ作動するよう指示が送られる。このディスペンサー２ｂが作動すると、カートリッジ２ａ内の現像剤が所定の量だけ現像装置ハウジング１の一部に設けられた開口部１ｃから現像剤槽１ａ内に落とし込まれる。一方、現像剤槽１ａ内にはトナーとキャリアとからなる現像剤が収容されており、この現像剤は現像剤槽１ａ内に配設された２本の攪拌部材３ａ、３ｂにより現像剤槽１ａ内を循環しながら攪拌されている。
【００４１】
即ち、この攪拌部材は回転軸の周りに主螺旋状羽根を備えたオーガーであり、その回転軸は現像剤槽１ａ内のハウジング壁面に配設した軸受部６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂにより回転自在に取り付けられており、また、攪拌部材３ａ、３ｂはそれぞれ一端に逆ピッチオーガーと呼ばれる副螺旋状羽根を備えており、本実施形態の現像装置では、図中Ｇで示した部分に設けられている。
【００４２】
そして、攪拌部材３ａ、３ｂの間には、両端以外の部分を仕切る仕切り板１ｂが設けられており、攪拌部材３ａ、３ｂには互いに反対向きの回転駆動力が伝達されている。そのため、現像剤槽１ａ内の現像剤はこの攪拌部材３ａ、３ｂが回転すると、主螺旋状羽根の動きにより、攪拌部材３ａ側では図中上方から下方に向けて現像剤が搬送され、攪拌部材３ｂ側では図中下方から上方に向けて現像剤が搬送される。そしてそれぞれの攪拌部材の末端付近まで現像剤が搬送されて来ると、端部に取り付けられた副螺旋状羽根の作用により、今まで搬送されて来た現像剤がこれまでの搬送方向とは逆方向に押し戻され、行き場を失った現像剤は隣接する搬送部材の側へと移動する。すると、隣接する攪拌部材の主螺旋状羽根は逆方向に搬送するように駆動しているため、現像剤は搬送方向を変えて、図中矢印Ｃで示したようにＵターンしてこれまでとは逆方向に搬送する。このようにして現像剤槽内の現像剤は現像剤槽１ａ内を循環する。
【００４３】
従って、開口部１ｃを経て現像剤槽１ａ内に落とし込まれた新規現像剤は上記のような現像剤の動きに合わせて、現像剤槽１ａ内を循環しながら現像剤槽１ａ内に収容されていた現像剤と攪拌されてゆく。即ち、開口部１ｃで落とし込まれた所定量の新規現像剤は攪拌部材３ｂにより、図中下方から上方へと搬送され、図面上側の矢印ＣのようにＵターンすると共に隣接する攪拌部材３ａへと移動して、図中上方から下方へと搬送され、図中下側のＧの位置まで移動すると、また、副螺旋状羽根の働きにより図中下側の矢印ＣのようにＵターンして現像剤槽１ａ内を循環しながら攪拌されていく。
【００４４】
ここで、図中下側のＧの位置の副螺旋状羽根の部分では、この副螺旋状羽根の作用により、現像剤を図中下方から上方へと押し戻すため、上記の新規現像剤を含んだ現像剤はこの副螺旋状羽根の配設された部分まで到達できずに隣接する攪拌部材３ｂへと移動してしまう。そのため、この副螺旋状羽根の配設された部分には新規現像剤を含んだ現像剤が供給されないため、現像剤の滞留が生じ易い。しかるに、本実施形態の現像装置では、この現像剤の滞留が生じ易い軸受部６ａの近傍の位置に副排出口４ａが設けられているため、上記のように現像剤の攪拌が行なわれると、この副排出口４ａを介してこの部分にある現像剤が一定の割合で現像剤槽１ａ内から排出される。そして、この副排出口４ａは、その下端が現像剤槽１ａの底部からｈ₁の高さになるように設けられているので、現像剤槽１ａ内の現像剤はその上面がｈ₁より低くなるまで排出されてしまうことはなく、最低限の現像剤量が現像剤槽１ａ内に保持できるようになっている。
【００４５】
一方、大量の現像が一時に行なわれ、ディスペンサー２ｂが長時間作動して、現像剤槽１ａ内に大量の新規現像剤が一時に落とし込まれた場合、副排出口４ａの排出能力が追いつかず、現像剤槽１ａ内に最大限の量を越える現像剤が収容されてしまった場合には、過剰の現像剤は主排出口４ｂにより速やかに現像剤槽１ａ内からその外へ排出され、最大限の量まで現像剤の量が減少するため、現像剤の過供給による画質低下のトラブルの発生が未然に防止される。また、副排出口４ａ、主排出口４ｂから現像剤槽１ａから排出された現像剤はカートリッジ２ａの一部に設けられた現像剤回収部２ｆに収容されるため、カートリッジ２ａの交換と共に廃棄、回収され、現像装置の周囲を汚すことなく効率よく回収される。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、現像装置を大型化することなく、現像剤の滞留を防止することのできる現像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の現像装置の概略垂直断面図
【図２】本発明の実施形態の現像装置の概略水平断面図
【図３】本発明の実施形態の現像装置のハウジングの概略垂直断面図（側面方向）
【図４】本発明の実施形態の現像装置のハウジングの概略垂直断面図（背面方向）
【図５】本発明の実施形態の現像装置のハウジングの部分概略図
【図６】本発明の実施形態の現像装置の概略垂直断面図
【図７】本発明の実施形態の現像装置の概略垂直断面図
【図８】従来の現像装置の概略垂直断面図
【図９】従来の現像装置の概略図
【図１０】従来の現像装置の概略水平断面図
【図１１】従来の現像装置の部分概略図
【図１２】従来の現像装置の概略断面図
【符号の説明】
１…現像装置ハウジング（装置ハウジング）、１ａ…現像剤槽、２ａ…カートリッジ（現像剤補給手段）、２ｂ…ディスペンサー（現像剤補給手段）、３ａ…攪拌部材（現像剤搬送攪拌手段）、３ｂ…攪拌部材（現像剤搬送攪拌手段）、４ａ…副排出口（過剰現像剤排出手段）、４ｂ…主排出口（過剰現像剤排出手段）、５…現像ロール（現像剤担持体）。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a developing device used for an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile, and more particularly, to a developing device using a two-component developer including a toner and a carrier.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, a two-component developer including a toner and a carrier is used to visualize an electrostatic latent image formed on the surface of the electrostatic latent image carrier, that is, to perform development. The device is heavily used. In such a developing device, while the toner is consumed by the developing operation, the carrier is not consumed and remains in the developing device. Accordingly, as the number of times of stirring of the carrier stirred with the toner in the developing device increases, a part of the toner adheres to the surface of the carrier due to friction or impact with the toner and becomes contaminated. To decline. For this reason, image quality defects such as fogging are caused, which is a cause of significantly lowering image quality.
[0003]
In order to prevent the image quality from being deteriorated due to the deteriorated developer, the carrier in the developing device is replaced with a new one at regular intervals to prevent the same carrier from staying in the developing device for a long period of time. There is a need. However, since the carrier and the toner are contained in a mixed state in the developing device, when the carrier in the developing device is exchanged, the easily scattered toner may leak out and contaminate the periphery of the image forming apparatus. The replacement is difficult unless a skilled technician is involved, and maintenance work is too time-consuming if the replacement work is performed manually.
[0004]
Therefore, in order to save the trouble of the replacement work, a developing device having a mechanism for automatically changing the developer has been developed and is now widely used. In this type of developing device, a replenishing device for replenishing the developer from the outside of the developing device is attached. When the developing device is driven, the replenishing device operates automatically in synchronization with the driving of the developing roll. The developer is supplied into the developing device, and the developer in the developing device is automatically discharged (Japanese Patent Publication No. 2-21591).
[0005]
Incidentally, the amount of the developer in the developing device greatly affects the image quality. That is, when the amount of the developer held in the developing device varies, the amount of the developer carried on the peripheral surface of the developing sleeve in the developing device varies, and the developer is developed with the developer carried on the peripheral surface of the developing sleeve. As a result, the density of the unfixed toner image formed on the electrostatic latent image carrier fluctuates, so that the density of the finally obtained image also fluctuates, deteriorating the image quality. Therefore, in order to prevent a decrease in image quality due to a change in image density, it is necessary that a constant amount of developer is always held in the developing device.
[0006]
Therefore, in the developing device of the above-described method, a discharge port for discharging old developer to the outside of the developing device is provided in a part of the developing device, and the developing device is automatically discharged therefrom. For example, in a developing device disclosed in Japanese Patent Publication No. 2-21591, as shown in FIG. 17, a new carrier and toner contained in a carrier box 6 and a toner box 8 are transferred to a carrier dispense roll 7 and a toner dispense, respectively. While supplying the developer into the developing device housing 2 in synchronization with the rotation of the developing sleeve 3 by the roll 9, a developer overflow port 11 is provided at a part on the right side in FIG. ing.
[0007]
However, in spite of the structure in which the old developer and the new developer are automatically exchanged as described above, the image quality of the developing apparatus of this type still deteriorates due to the deteriorated carrier. When the present inventors examined the cause, it was found that there was a position in the developing device where the developer easily stayed, and that the old developer stayed at this position was the cause of the above-mentioned image quality deterioration.
[0008]
That is, in the developing device of the above-mentioned type, as shown in FIG. 13, when the new developer replenishing device 2b operates, the new developer in the developer container (not shown) passes through the opening 1c and enters the developer tank 1 of the developing device. Will be replenished. FIG. 14 shows the developing device of FIG. 13 as viewed from the direction of arrow A in the figure, and FIG. 15 shows the inside of the developing device as viewed from the same direction as FIG. is there.
[0009]
In FIG. 15, reference numerals 3a and 3b denote agitating members called augers having helical blades around their axes. The agitating members 3a and 3b rotate in opposite directions to form the agitating member 3a. Moves the developer to the left in the figure, and the stirring member 3b moves the developer to the right in the figure. Further, a partition plate 1b is attached between the stirring members 3a and 3b, and only a middle portion other than both ends of the stirring members 3a and 3b is partitioned.
[0010]
Therefore, the new developer (hereinafter, referred to as “new developer”) supplied from the developer supply member into the developer tank 1a through the opening 1c is stirred by the stirring members 3a and 3b while the arrow B in the drawing. And circulates in the developer tank in a substantially elliptical motion. Then, at both ends of the stirring members 3a and 3b, a U-turn is made as shown by the arrow C. Since the direction of the flow of the developer is changed in the U-turn portion, the developer is easily taken into the corner of the developer tank, and the developer is retained at the corner of the developer tank.
[0011]
That is, in the portion other than the left end of the stirring member 3a in the developer tank 1a in FIG. 15, the developer is transported leftward in the drawing by the action of the spiral blade of the stirring member 3a. Since it collides with the wall surface on the left end side of the developer tank 1a and cannot make a smooth U-turn, the moving direction of the developer conveyed to the left is changed to the left direction of the developer tank 1a in FIG. It is necessary to make the end portion face downward in the figure. Therefore, G at the left end of the stirring member 3a₁A short spiral blade (hereinafter, referred to as a “sub-spiral member”) called an inverted pitch auger is attached to the portion indicated by, and the sub-spiral member functions to push back the developer in the right direction in the drawing. This changes the course of the developer.
[0012]
FIG. 16 illustrates the function of the sub-spiral member. The developer conveyed in the direction of arrow B by the action of a spiral blade (hereinafter, referred to as “main spiral blade”) provided around the rotation axis of the stirring member 3a becomes G when approaching the left end portion.₁Is pushed back in the direction of arrow B 'opposite to arrow B. Then, as shown in FIG. 15, the developer that has been transported in the direction of arrow B loses its place to go and changes its course in the direction of the adjacent stirring member 3b. On the other hand, since the main spiral blade of the stirring member 3b operates to convey the developer in the right direction in the drawing, the developer moved from the stirring member 3a is conveyed in the right direction in the drawing.
[0013]
When the developer makes a U-turn, the G₁ That is, the developer stagnates in the portion. That is, as described above, in the portion other than the both ends of the developer tank 1a shown in FIG. 15, the stirring member 3a moves leftward in the drawing, and the stirring member 3b moves rightward in the drawing. Since the developer makes a U-turn as shown by arrow C, the developer circulates in the developer tank 1a in a substantially elliptical shape. Therefore, the new developer dropped from the opening 1c is stirred with the developer in the developer tank, and circulates in the developer tank as a flow of the developer containing the new developer.
[0014]
However, G in FIG.₁ , G_Two A sub-spiral blade is attached to the portion. The developer containing the new developer is pushed back in the direction opposite to the transport direction by the function of the sub-spiral blade.₁ , G_Two Is not replenished with the new developer, and the stagnation of the developer occurs. In particular, G₁ Since the portion is adjacent to the developing roll, the accumulated developer is easily carried on the developing roll, and the accumulated and degraded developer is used for development to cause a deterioration in image quality.
[0015]
In order to prevent the deterioration of the image quality due to the use of such a stagnant developer for development, the stirring member having a longer axial length than the developing roller 5 in the axial direction is used. The developing roller 5 is attached so that only the portion where the spiral blade is attached and the developing roll 5 face each other, and G in the figure where the auxiliary spiral blade is attached.₁ A method for preventing the developer accumulated in the portion from being supplied to the developing roll 5 is considered. However, this method requires a stirring member longer than the dimension of the developing roll in the axial direction, so that the length of the developing roll itself does not change. This necessitates a large size of the developing device. In addition, this method does not prevent the developer from staying in the sub-spiral-shaped blade portion, and therefore cannot fundamentally solve this problem.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the present inventors have conducted intensive studies on a developing device that does not have the above-described problems, and as a result, at least one of the means for discharging excess developer from the developer tank is used as a developer tank. It has been found that the above-mentioned conventional problems can be solved by providing the developer at a position where the developer easily stays, and reliably discharging the developer at the position where the developer easily stays out of the developer tank by this discharging means. .
[0017]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a mechanism for maintaining a constant amount of developer in a developer tank by replenishing a new developer into the developer tank and discharging excess developer out of the developer tank. Another object of the present invention is to provide a developing device which can prevent the developer from staying without increasing the size of the developing device.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 isA developer tank formed along the left-right direction of the device housing, extending at least in correspondence with the entire width of the developing region of the developer carrier, and containing a two-component developer composed of a toner and a carrier; A developer replenishing means for replenishing a new developer, an excess developer discharging means provided in the developer tank, for discharging excess developer from the developer tank, and a developer replenishing means disposed in the developer tank. And a developer conveying and stirring means for stirring while circulating the developer in the developer tank in the left-right direction.Are a plurality of outlets provided in the developer tank, and the plurality of outlets are provided at positions in the developer tank where the flow of the developer circulating in the developer tank is stable; One main outlet for determining the maximum value of the developer amount in the developer tank, and at least one of the main discharge ports provided at a position where the developer easily stays in the developer tank and determining the minimum value of the developer amount in the developer tank. The main outlet is a wall of the developing device housing, which is closer to the center in the left-right direction of the developer tank, and constitutes the rear surface of the developing device. The auxiliary discharge port is formed at a position around the bearing portion of the stirring member on the wall surface at the left and right ends of the developer tank, and the opening of the main discharge port is connected to the sub discharge port. A developing device characterized by being sufficiently large.
According to a second aspect of the present invention, when the developer conveying and stirring means is operated in a state in which the lower discharge amount is contained in the developer tank, 2. The sub-discharge port according to claim 1, wherein the lower end of the sub-discharge port is formed at the height of the upper surface of the auxiliary discharge port.It is a developing device.
[0019]
The excess developer discharging means of the present invention reduces the amount of the developer in the developer tank by discharging the excess developer from the developer tank when a predetermined amount or more of the developer is stored in the developer tank. A function of maintaining a fixed amount (hereinafter, referred to as an “excess developer discharging function”) and a function of discharging the stagnated developer in the developer tank to the outside of the developer tank (hereinafter, a “stagnated developer discharging function”); It has.
[0020]
As the specific contents of the excess developer discharging means, typically, an outlet performing an excess developer discharging function (hereinafter, referred to as a “main discharge port”) and an outlet performing a staying developer discharging function (hereinafter, referred to as “main discharge port”) (Hereinafter, referred to as "sub-discharge outlet") (hereinafter, the main discharge port and the sub-discharge port may be collectively referred to as "separable discharge port").
[0021]
When the above-mentioned separate type discharge port is provided as the excess developer discharge means of the present invention, the shapes of the main discharge port and the sub discharge port may be any as long as they can fulfill the above-mentioned excess developer discharge function and stagnated developer discharge function, respectively. Is not particularly limited. Specifically, for example, a rectangular outlet or a square outlet may be provided as the main outlet and the sub outlet.
[0022]
The sizes of the main discharge port and the sub discharge port are not particularly limited as long as they can fulfill the above-mentioned excess developer discharging function and staying developer discharging function. Specifically, for example, as the main discharge port, a discharge port large enough to quickly discharge excess developer and adjust the amount of developer in the developer tank to a maximum value or less, and on the other hand, as a sub discharge port Can have a size such that the staying developer can be discharged at a predetermined rate. The specific dimensions of the main discharge port and the sub discharge port are determined for each developing device based on experimental values.
[0023]
The sub-discharge port is provided at a position where the developer easily stays in the developer tank. Specifically, the position where the developer easily accumulates is, for example, a portion around the bearing portion of the stirring member on the left and right end wall surfaces of the developing device housing constituting the developer tank.
[0024]
More specifically, the auxiliary discharge port is provided at a position around the bearing of the stirring member on the wall surface at the left and right ends of the developer tank. The secondary discharge port is provided so as to determine the minimum value of the amount of the developer in the developer tank. Specifically, the sub-discharge port is provided at a position where the lower limit amount of the developer in the appropriate range of the amount of the developer to be accommodated in the developer tank can be maintained in the developer tank. For example, when a developer carrying and stirring means (hereinafter, sometimes abbreviated as “stirring means”) is operated in a state where the above-mentioned minimum amount of developer is contained in the developer tank, the developer in the developer tank is From the bottom inside the developer tank₁From the bottom inside this developer tank,₁The sub-discharge port is provided so that the lower end of the sub-discharge port is located at the height of the sub-discharge port.
[0025]
The main outlet is provided so as to determine the maximum value of the amount of the developer in the developer tank at a position where the flow of the developer circulating in the developer is stable in the developer tank. Here, “the position where the flow of the developer circulating the developer is stabilized” is, for example, a position near the center in the left-right direction of the developer tank, that is, the rear surface of the developing device in the developing device housing. The position is a wall surface excluding positions at both ends of the wall surface. At this position, the flow of the developer conveyed in the developer tank by the stirring member is stable, and the amplitude of the vertical movement of the upper surface of the developer is small. Therefore, the height of the upper surface of the developer is used as an index. Even if the total amount of developer contained in the tank is estimated,Inside the tankThis is because an error with the amount of the developer contained in the image is small.
[0026]
The main outlet is provided so as to determine the maximum value of the amount of the developer in the developer tank. Specifically, a main discharge port is provided at a position where an upper limit amount of the developer in the appropriate range of the amount of the developer to be accommodated in the developer tank can be maintained in the developer tank. For example, when the stirring means is operated in a state where the above amount of the developer is contained in the developer tank, the upper surface of the developer in the developer tank is h from the bottom in the developer tank._Two From the bottom inside this developer tank,_Two The main discharge port is provided so that the lower end of the main discharge port is located at the height of the main discharge port. And in the case of the separation type outlet, three or more outlets may be provided. In such a case, one main outlet and two or more sub outlets may be provided.No.
[0027]
Furthermore,As another excess developer discharging means, a circular or rectangular hole is provided in a part of the housing constituting the developer tank, and a discharging device having a spiral blade driven by a stepping motor in the hole (hereinafter, referred to as " Discharge device). When using this discharge device, the control device controls the operation time of the discharge device, and controls the device to operate only for the operation time calculated based on the amount of toner consumed in the developing operation from the pixel density or the like. Alternatively, it can be operated while measuring the amount of the developer discharged from the developer tank by another device, and can have an excess developer discharging function together with the staying developer discharging function. When the discharge device is provided, the amount of the developer in the developer tank can be adjusted by controlling the discharge device.₁, H_Two It is not necessary to arrange the discharge device in accordance with the height of the discharge device.₁In this case, there is an advantage that it is possible to prevent the developer amount in the developer tank from being excessively discharged.
[0028]
In the developing device of the present invention, at least one of the excess developer discharging means is provided on the wall surface of the developer tank on the side where the sub-spiral blade is disposed, the bearing being a bearing portion of the stirring member adjacent to the developing roll. Is required. The developer around the sub-spiral blades is close to the developing roll, and the developer frequently attaches and detaches to and from the developing roll. This is because it is likely to cause a decrease. In the case where the secondary discharge port or the main discharge port is provided at this position, the eaves for preventing the relatively new developer from being directly discharged from the discharge port, which is the developer separated from the developing roll. It is preferable to dispose the protruding portion at a position above the discharge port and in a direction toward the inside of the developer tank. Further, the sub-discharge port or the main discharge port may be provided one for each of the stirring members, and in that case, in the bearing portion of each stirring member, on the side where the sub-spiral blade is disposed. Provide.
[0029]
Further, the discharge port is connected to the collection container through a passage, and a structure is employed in which the accumulated developer or excess developer discharged from the developer tank is discharged to the outside of the developer tank through this passage. Thus, the discharged developer can be collected in the collection container.
[0030]
As described above, since at least one excess developer discharging means is provided at a position where the developer easily stays in the developer tank, the developer containing the new developer cannot be circulated due to the function of the sub-spiral blade. The developer remaining in the vicinity of the bearing portion of the stirring member on the side of the sub-spiral blade is reliably discharged from the developer tank to the outside at a fixed rate from the excess developer discharging means.
[0031]
That is, in the developing device provided with the separation type discharge port, the sub discharge port is located at a position near the bearing portion of the stirring member on the side wall surface of the developer tank, and is located h from the bottom of the developer tank.₁Is disposed so that the lower end of the discharge port is located at the position, so that the retained developer is reliably discharged from the sub discharge port. Moreover, its height is h from the bottom of the developer tank.₁Is disposed such that the lower end of the discharge port is located at the position of, so that the amount of the developer in the developer tank is prevented from being discharged until the amount falls below the lower limit of the allowable range.
[0032]
On the other hand, the main outlet is h from the bottom of the developer tank._TwoIs arranged so that the lower end of the discharge port comes to the position of, a large amount of new developer is supplied into the developer tank at a time, and the amount of developer in the developer tank is the upper limit of the allowable range. Even if the discharge capacity exceeds the discharge capacity of the sub discharge port, excess developer is quickly discharged from the main discharge port to the outside of the developer tank, and the amount of the developer in the developer tank is within a specified range. Is adjusted until it falls within the range.Is prevented.
[0033]
Furthermore,In the case of the developing device using the discharging device, a hole for disposing the discharging device is provided at a position near the bearing portion of the stirring member on the side wall of the developer tank, and the discharging device is controlled. Thereby, while maintaining the amount of the developer in the developer tank within an appropriate range, the remaining developer around the bearing portion is discharged out of the developer tank, so that the amount of the developer in the developer tank is appropriately adjusted. The retained developer can be efficiently discharged to the outside of the developer tank while maintaining the range.
[0034]
As described above, since the staying developer is discharged out of the developer tank while maintaining the amount of the developer in the developer tank within an appropriate range, the developer near the bearing portion easily stays. Even in the portion, the old developer does not stay for a long period of time, and the carrier contained in the developer is discharged out of the developer tank before it is completely deteriorated. As a result, the deterioration of the image quality caused by the deterioration of the carrier contained in the old developer is prevented.
[0035]
Embodiment
Less than,Embodiment of the present inventionThe present invention will be described based on the developing device. FIG. 1 is a schematic view of the developing device of the present embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the developing device of FIG. 1 taken along a plane parallel to the axis of the stirring member passing through DD ′ as viewed in the direction of arrow A. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the housing of the developing device of FIG. 1. FIG. 4 is a cross-sectional view of the housing of the developing device of FIG. FIG. 5 is a view showing the housing viewed from the direction of arrow A in FIG. 3, and FIG. 5 is a view showing the housing of the developing device of FIG. 3 viewed from the rear side of the developing device.
[0036]
The developing device of this embodiment is formed along the left-right direction of the developing device housing 1 (device housing), extends at least in correspondence with the entire width of the developing area of the developing roll 5 (developer carrier), and is separated from the toner and the carrier. A developer tank 1a containing a two-component developer, a cartridge 2a and a dispenser 2b (developer replenishing means) for replenishing a new developer in the developer tank 1a, and provided in the developer tank 1a. A main discharge port 4b (excess developer discharging means) for discharging excess developer from the developer tank 1a and the developer tank 1a are disposed in the developer tank 1a. Stirring members 3a and 3b (developer conveying and stirring means) for stirring while circulating in the left-right direction are provided.
[0037]
In the developing device according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, in the bearing portion of the stirring member 3 a adjacent to the developing roll 5, which is a position where the developer easily stays in the developer tank 1 a. One sub-discharge port 4a (developer conveying and stirring means) is provided at a position near the bearing 6 on the side where the sub-spiral blades are provided. Here, the height of the arrangement position of the sub-discharge port 4a is such that the lower end of the sub-discharge port 4a is h from the bottom inside the developer tank 1a.₁Height. This h₁ Is the position where the upper surface of the developer comes when the stirring members 3a and 3b are operated in a state where the minimum amount of the developer is stored in the developer tank. Then, a distance d from the center of the rotation axis of the stirring member 3a to the left end of the auxiliary discharge port 4a in the figure.₁ , Width w₁ , Height w_Two Is such a value that the accumulated developer remaining around the bearing 6 of the rotating shaft of the stirring member 3a can be discharged to the outside of the developer tank 1a most efficiently.
[0038]
The main discharge port 4b is provided in a part of the developer housing that constitutes the rear part of the developing device, and is provided from the center in the left-right direction of the developer tank. The height of the main discharge port 4b is set such that the lower end of the main discharge port 4b is h from the bottom of the developer tank 1._Two Height. This h_Two Is a position where the upper surface of the developer comes when the stirring members 3a and 3b are operated in a state where the maximum amount of the developer to be stored in the developer tank is stored. Also, the width W of the opening of the main discharge port 4b₁, Height W_Two Is the width w of the auxiliary discharge port 4a.₁ , Height w_Two Is large enough to allow the excess developer to be quickly discharged out of the developer tank 1a when the amount of developer in the developer tank 1a exceeds the maximum amount.
[0039]
A developer collecting container 2d provided in a part of the cartridge 2a is adjacent to the right side of the developing device housing 1 in the drawing, and an opening 2e communicates with the main discharge port 4b. The developer discharged from the developer tank 1a through 4b is accommodated in a developer collecting portion 2f provided in a part of the cartridge 2a. The sub-discharge port 4a also communicates with a developer collecting portion 2f provided in a part of the cartridge 2a via a passage. FIGS. 6 and 7 show a state in which the sub-discharge port 4a and the developer collecting portion 2f communicate with each other via the passage 4i.
[0040]
Hereinafter, description will be given along the movement of the developing device. First, when toner is consumed from inside the developer tank 1a by the developing operation, a signal is sent from a central processing unit (hereinafter, referred to as "CPU") to the dispenser 2b, and an instruction to operate for a predetermined time is sent. . When the dispenser 2b operates, the developer in the cartridge 2a is dropped into the developer tank 1a by a predetermined amount from an opening 1c provided in a part of the developing device housing 1. On the other hand, a developer composed of a toner and a carrier is stored in the developer tank 1a, and the developer is supplied to the developer tank 1a by two stirring members 3a and 3b provided in the developer tank 1a. It is stirred while circulating inside.
[0041]
That is, the stirring member is an auger having a main spiral blade around a rotation axis, and the rotation axis is freely rotatable by bearings 6a, 6b, 7a, 7b disposed on a housing wall surface in the developer tank 1a. The stirring members 3a and 3b each have a sub-spiral blade called an inverted pitch auger at one end. In the developing device of this embodiment, the stirring members 3a and 3b are provided at portions indicated by G in the drawing. I have.
[0042]
A partition plate 1b is provided between the stirring members 3a and 3b to partition portions other than both ends, and rotational driving forces in opposite directions are transmitted to the stirring members 3a and 3b. Therefore, when the stirring members 3a and 3b rotate, the developer in the developer tank 1a is conveyed from the upper side to the lower side in FIG. On the 3b side, the developer is transported upward from below in the figure. Then, when the developer is conveyed to near the end of each stirring member, the action of the sub-spiral blade attached to the end causes the developer conveyed up to now to be in the opposite direction to the previous conveyance direction. The developer that has been pushed back in the direction and has lost its place moves to the side of the adjacent transport member. Then, since the main spiral blades of the adjacent stirring members are driven so as to be conveyed in the opposite direction, the developer is changed in the conveyance direction, and is U-turned as shown by the arrow C in the figure, and the same as before. Are transported in the opposite direction. Thus, the developer in the developer tank circulates in the developer tank 1a.
[0043]
Therefore, the new developer dropped into the developer tank 1a through the opening 1c is accommodated in the developer tank 1a while circulating in the developer tank 1a in accordance with the movement of the developer as described above. It is agitated with the developer. That is, a predetermined amount of the new developer dropped in the opening 1c is conveyed from the lower side to the upper side in the drawing by the stirring member 3b, and makes a U-turn as shown by the arrow C on the upper side of the drawing and to the adjacent stirring member 3a. And is conveyed from the upper side to the lower side in the figure, and when it moves to the position of G on the lower side in the figure, it also makes a U-turn as shown by the arrow C on the lower side in the figure by the action of the sub-spiral blade. The developer is stirred while circulating in the developer tank 1a.
[0044]
Here, in the portion of the sub-spiral blade at the position G at the lower side in the figure, the developer is pushed back from the lower side to the upper side in the figure by the action of the sub-spiral blade, so that the above-mentioned new developer is included. The developer cannot reach the portion where the sub-spiral blades are provided, and moves to the adjacent stirring member 3b. Therefore, since the developer containing the new developer is not supplied to the portion where the sub-spiral blades are disposed, the developer tends to stay. However, in the developing device of the present embodiment, the auxiliary discharge port 4a is provided at a position near the bearing portion 6a where the developer tends to stay, so that when the developer is stirred as described above, The developer in this portion is discharged from the developer tank 1a at a fixed rate through the sub discharge port 4a. The lower end of the sub discharge port 4a is h from the bottom of the developer tank 1a.₁Of the developer in the developer tank 1a, the upper surface thereof is h.₁The developer is not discharged until it becomes lower, and the minimum amount of developer can be held in the developer tank 1a.
[0045]
On the other hand, when a large amount of development is performed at a time and the dispenser 2b operates for a long time, and a large amount of new developer is dropped into the developer tank 1a at a time, the discharge capacity of the sub discharge port 4a cannot keep up. If the developer tank 1a contains more developer than the maximum amount, the excess developer is quickly discharged from the developer tank 1a to the outside through the main discharge port 4b. Since the amount of the developer is reduced to the minimum amount, the occurrence of a problem of deterioration of image quality due to oversupply of the developer is prevented. Further, the developer discharged from the developer tank 1a through the sub discharge port 4a and the main discharge port 4b is stored in a developer recovery section 2f provided in a part of the cartridge 2a. Collected efficiently without contaminating the surroundings of the developing deviceCollected.
[0046]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a developing device capable of preventing the developer from staying without increasing the size of the developing device.
[Brief description of the drawings]
FIG.Embodiment of the present inventionSchematic vertical sectional view of the developing device
FIG. 2Embodiment of the present inventionSchematic horizontal sectional view of the developing device
FIG. 3Embodiment of the present inventionVertical sectional view (side view) of the housing of the developing device of FIG.
FIG. 4Embodiment of the present inventionVertical sectional view (rear direction) of the housing of the developing device of FIG.
FIG. 5Embodiment of the present inventionPartial schematic view of housing of developing device
FIG. 6Embodiment of the present inventionSchematic vertical sectional view of the developing device
FIG. 7Embodiment of the present inventionSchematic vertical sectional view of the developing device
FIG. 8 is a schematic vertical sectional view of a conventional developing device.
FIG. 9 is a schematic diagram of a conventional developing device.
FIG. 10 is a schematic horizontal sectional view of a conventional developing device.
FIG. 11 is a partial schematic view of a conventional developing device.
FIG. 12 is a schematic sectional view of a conventional developing device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Developing device housing (device housing), 1a ... Developer tank, 2a ... Cartridge (developer supply means), 2b ... Dispenser (developer supply means), 3a ... Stirring member (developer conveyance stirring means), 3b ... Stirring member (developer conveying / stirring means), 4a: secondary discharge port (excess developer discharge means), 4b: main discharge port (excess developer discharge means), 5: developing roll (developer carrier).

Claims

A developer tank that is formed along the left-right direction of the device housing, extends at least in correspondence with the entire width of the developing region of the developer carrier, and stores a two-component developer including a toner and a carrier;
A developer replenishing means for replenishing a new developer in the developer tank;
An excess developer discharging means provided in the developer tank, for discharging excess developer from the developer tank;
A developing device provided in the developer tank, and a developer conveying and stirring means for stirring while circulating the developer in the developer tank in the left-right direction;
The excess developer discharging means is a plurality of discharge ports provided in the developer tank,
The plurality of outlets are provided at positions in the developer tank where the flow of the developer circulating in the developer tank is stable, and one main outlet that determines the maximum value of the amount of the developer in the developer tank. And is provided at a position where the developer easily stays in the developer tank, and is configured with at least one sub-discharge port that determines a minimum value of the developer amount in the developer tank ,
The main outlet is formed near the center in the left-right direction of the developer tank, in a wall surface of the developing device housing, which constitutes the back surface of the developing device, and is formed at a position excluding positions at both ends of the wall surface.
The sub-discharge port is formed at a position around the bearing of the stirring member on the wall surface at the left and right ends of the developer tank,
The opening of the main discharge port is sufficiently larger than the sub discharge port .

The sub-discharge port is provided at a position at the height of the upper surface of the developer in the developer tank when the developer conveying and stirring means is operated in a state where the lower limit amount of the developer is contained in the developer tank. The developing device according to claim 1, wherein a lower end of the outlet is formed.