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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、感光体ドラムや感光体ベルトなどの像担持体上に形成された静電潜像にトナーを付着させて顕像化するプリンタ、複写機、ファクシミリ装置などの電子写真方式の画像形成装置において用いられる現像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の現像装置としては一成分系トナーを用いた一成分系現像方式の装置がある。例えば特開平7−44011号公報には、現像ローラ(現像スリーブ)の表面に非磁性トナーの薄層を形成し、これを所定の現像位置で像担持体たる感光体ドラムの表面に接触させることにより現像を行う装置が記載されている。より具体的には、この現像ローラは、感光体ドラムに対して弾性的にかつ、変形によりニップ幅をもって接触して感光体ドラムの回転方向と逆の方向に回転して像担持体に対向する現像位置にトナーを搬送するように構成されている。そして、この現像ローラを挟んで現像位置と反対側に供給ローラ(トナー供給体)が設けられており、現像器本体に設けられたトナー貯留部に貯留されている非磁性の一成分系トナーを現像ローラに供給する。また、現像ローラの下方側には、その先端部が現像ローラに当接するように規制ブレードが配設されており、現像ローラによる現像位置へのトナーの搬送量を規制し、現像ローラの表面にトナーの薄層を形成する。なお、こうして形成されたトナーは現像位置に搬送されて感光体ドラム上の潜像を現像する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のように構成された現像装置では、長期間の使用により、非磁性一成分系トナーを劣化させてしまうことがあった。例えば、現像ローラ上のトナーが供給ローラや規制ブレードで摺擦されてトナーが割れてしまうことがあった。また、その接触位置でトナーと外添剤が擦られることにより、外添剤のトナー母粒子への埋まり込み等が発生したり、外添剤がトナーから離脱してしまう等の問題があった。さらに、このような劣化トナーは現像ローラや規制ブレードの表面にフィルム状に残存付着する、いわゆるフィルミングという現象を引き起こすことがある。このような要因によって、濃度ムラが発生したり、粒状性の低い画像が形成されてしまい、画像不良を招いてしまうことがあった。
【0004】
ここで、劣化トナーの影響を抑えるためには、劣化トナーをトナー貯留部に戻し、当該トナー貯留部に貯留されているフレッシュトナーと混合することが有効な対策の一つとなる。しかしながら、従来装置では、トナー貯留部への劣化トナーの回収効率が決して高いとはいえなかった。また、従来装置では、規制ブレードと現像ローラとが相互に当接する当接位置には比較的広い空間が形成されており、この空間に劣化トナーが圧粉状態で滞留することがあった。このため、トナー貯留部への劣化トナーの回収が進まず、劣化トナーに起因する画像不良を改善することを困難としている。
【0005】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、フレッシュトナーが貯留されたトナー貯留部への劣化トナーの回収効率を高めて劣化トナーによる画像不良を抑制し、像担持体上の潜像を高品質で、かつ安定してトナー現像することができる現像装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明は、像担持体上に形成された潜像をトナーによって現像する複数の現像器と、回転自在に設けられるとともに、複数の現像器を回転方向に沿って配列したまま保持する現像器保持手段とを備え、現像器保持手段を回転位置決めすることによって、複数の現像器のうち一の現像器を選択的に像担持体に対向配置し、当該現像器による潜像のトナー現像を行う現像装置であって、各現像器は、トナーを貯留するトナー貯留部と、トナーを担持しながら回転することによって、像担持体に対向する現像位置にトナーを搬送するトナー担持体と、トナー担持体の回転方向における現像位置に対する上流側でトナー担持体と接触しながら回転することによってトナー貯留部のトナーをトナー担持体に供給するトナー供給体と、トナー担持体とトナー供給体とが相互に接触する接触位置と、現像位置とに挟まれた当接位置で余剰のトナーを規制してトナー担持体の表面に帯電したトナー薄層を形成する規制手段と、トナー担持体、トナー供給体および規制手段に面する規制後空間からトナー貯留部に連通経路を形成し、当該規制後空間とトナー貯留部とを連通させる連通手段と、連通経路上に設けられて規制後空間からトナー貯留部へのトナー流動を可能とする一方、トナー貯留部から規制後空間へのトナー流動を規制するトナー流動制御手段と
を備え、トナー貯留部、トナー供給体および連通手段は、トナー担持体が像担持体に対向配置された状態において、重力方向に上からトナー貯留部、トナー供給体、連通手段の順番で並ぶように構成され、トナー流動制御手段は、その一方端が連通手段に対して揺動自在に支持される一方、その他方端がトナー供給体の外周面に離当接可能となっている弁部材を有しており、弁部材は、トナー担持体が像担持体に対向配置された状態において、該弁部材の自重により他方端がトナー供給体に当接してトナー貯留部から規制後空間へのトナー流動を規制する一方、トナー担持体が像担持体に対向する位置から離れてトナー貯留部、トナー供給体および連通手段が重力方向に上から順番と逆に並ぶ状態において、該弁部材の自重により他方端がトナー供給体から離間して規制後空間からトナー貯留部へのトナー流動を可能にするように構成されていることを特徴としている。
【0007】
このように構成された現像装置では、トナー担持体、トナー供給体および規制手段に面する規制後空間が連通経路によってトナー貯留部に連通されている。また、この連通経路上にトナー流動制御手段が設けられており、規制後空間からトナー貯留部へのトナー流動を可能とする一方、トナー貯留部から規制後空間へのトナー流動を規制している。そのため、一の現像器が選択的に像担持体に対向配置し、当該現像器による潜像のトナー現像が行われている間、トナー貯留部から規制後空間へのフレッシュトナーの流入が規制されており、当該現像器による現像開始時点では規制後空間は空の状態となっている。そして、現像処理が進行していくと、トナー貯留部からフレッシュトナーが流入されることなく、その現像処理により接触位置や当接位置で発生するトナー、つまり劣化トナーのみが規制後空間に捕捉されていく。そして、当該現像器による現像処理が完了し、各現像器が回転すると、その回転動作にともなって規制後空間に捕捉した劣化トナーが規制後空間からトナー流動制御手段を介してトナー貯留部に流出していき、規制後空間は再び空の状態に戻る。このように、規制後空間によって劣化トナーは捕捉され、現像処理が完了し、他の現像器によるトナー現像中にその劣化トナーはトナー貯留部に回収される。
【0008】
さらに、本発明にかかる現像装置は、トナー流動制御手段を、その一方端が連通手段に対して揺動自在に支持される一方、その他方端がトナー供給体の外周面に当接可能となっている弁部材により構成している。また、その弁部材については、トナー貯留部から規制後空間へのトナー流入を効果的に防止するために、トナー供給体の回転方向に応じて次のように配設するのが望ましい。
【0009】
まず、トナー供給体がトナー担持体の回転方向と逆の方向に回転する場合には、弁部材を、トナー供給体の回転方向において、その一方端がその他方端よりも上流側に位置するように配置するのが望ましい。一方、トナー供給体がトナー担持体の回転方向と同一方向に回転する場合には、弁部材を、トナー供給体の回転方向において、その一方端がその他方端よりも下流側に位置するように配置するのが望ましい。
【0010】
また、規制手段が鉛直方向において接触位置よりも下方側に配置する場合には、弁部材の一方端をトナー供給体の回転中心を通過する仮想水平線の下方側で連通手段に対して揺動自在に支持すると、トナー供給体の周面のうちトナー貯留部中のフレッシュトナーと摺擦する面積が多くなる。このように摺擦面積の増大により、接触位置に至るまでにトナーに与えられる予備帯電量が多くなり、トナーをより確実に帯電させることができる。
【0011】
さらに、規制手段については、鉛直方向において接触位置よりも下方側で、その後端部が固定される一方、その先端部が当接位置でトナー担持体の表面に弾性的に当接するように構成し、トナー担持体の回転方向において先端部が後端部よりも上流側に配置するのが望ましい。この場合、トナー担持体の周面に対して規制手段が鈍角で当接することとなり、規制手段によりトナー担持体から掻き取られたトナー、つまり劣化トナーを規制後空間に案内することができ、劣化トナーの回収効率を向上させることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1は、この発明にかかる現像装置の一実施形態を装備する画像形成装置を示す図である。この画像形成装置では、装置本体1内に感光体2が同図の矢印方向D1に回転自在に設けられている。また、この感光体2の周りにその回転方向D1に沿って、帯電手段としての帯電器3、現像手段としてのロータリー現像ユニット4およびクリーニング部5がそれぞれ配置されている。帯電器3は帯電バイアス回路(図示省略)から帯電バイアスが印加されており、感光体2の外周面を均一に帯電させる。
【0013】
そして、この帯電器3によって帯電された感光体2の外周面に向けて露光ユニット6からレーザ光Lが照射される。この露光ユニット6は、画像形成指令を画像展開して得られる画像データに応じてレーザ光Lを感光体2上に走査露光して感光体2上に画像形成指令に対応する静電潜像を形成する。
【0014】
こうして形成された静電潜像は現像ユニット4によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では現像ユニット4として、イエロー用の現像器4Y、シアン用の現像器4C、マゼンタ用の現像器4M、およびブラック用の現像器4Kが軸中心に回転自在に設けられている。これらの現像器4Y,4C,4M,4Kは回転位置決めされるとともに、感光体2に対して選択的に当接し、トナーを感光体2の表面に付与する。これによって、感光体2上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。なお、現像ユニット4の構成および動作については、後で詳細に説明する。
【0015】
上記のようにして現像ユニット4で現像されたトナー像は、一次転写領域TR1で転写ユニット7の中間転写ベルト71上に一次転写される。また、一次転写領域TR1から周方向(図1の回転方向D1)に進んだ位置には、クリーニング部5が配置されており、一次転写後に感光体2の外周面に残留付着しているトナーを掻き落とす。
【0016】
転写ユニット7は、複数のローラに掛け渡された中間転写ベルト71と、中間転写ベルト71を回転駆動する駆動部(図示省略)とを備えている。そして、カラー画像をシート部材Sに転写する場合には、感光体2上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト71上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、所定の二次転写領域TR2において、カセット8から取り出されたシート部材S上にカラー画像を二次転写する。なお、こうしてカラー画像が形成されたシート部材Sは定着ユニット9を経由して装置本体1の上面部に設けられた排出トレイ部11に搬送される。
【0017】
次に、図1の画像形成装置に装備されたロータリー現像ユニット4の構成および動作について詳述する。図2は、この発明にかかる現像装置の一実施形態たるロータリー現像ユニットを示す図である。また、図3は、図2の現像器の部分拡大図である。このロータリー現像ユニット4は、図2に示すように、その中心に回転軸4aを有すると共にかかる回転軸4aに固定された支持フレーム4bを有しており、前述した4色の現像器4Y,4C,4M,4Kは固定金具(図示省略)によって支持フレーム4bに回転軸4aを中心として放射状に固定されている。また、回転軸4aには図示外の駆動部がクラッチを介して接続されており、この駆動部を駆動することで支持フレーム4bを回転させ、上記4つの現像器4Y,4C,4M,4Kの一の現像器を選択的に感光体2と対向する現像位置DP(図3)に位置決めできるようになっている。このように、この実施形態では、支持フレーム4bが本発明の「現像器保持手段」に相当する。
【0018】
この支持フレーム4bに保持されている現像器4Y,4C,4M,4Kはいずれも同一構成を有している。したがって、ここでは、現像器4Yの構成について詳述し、その他の現像器4C,4M,4Kについては同一符号を付し、その構成説明を省略する。
【0019】
現像器4Yでは、2つのハウジング部材41,42が一体的に組み合わされて現像装置の装置本体となるハウジング43が形成されている。このハウジング43内部には、ハウジング部材41の略中央部からハウジング部材42に向けて突設された隔壁411によってトナー収容部44とトナー貯留部45とに仕切られている。このトナー収容部44はイエロートナーを予め収容しておく空間である一方、トナー貯留部45はトナー現像時の使用量に相当する分のトナーTをトナー収容部44から受け取り、トナー現像処理中、現像に供するトナーを貯留しておくための空間である。したがって、この実施形態では、トナー貯留部45に比べてトナー収容部44が比較的大きく設定されている。
【0020】
このトナー貯留部45には、供給ローラ46が配置されており、ハウジング43の最先端側で回転駆動される現像ローラ47と接触しながら、現像ローラ47とウイズ方向に回転する。すなわち、この実施形態では、現像ローラ47はトナーTを担持しながら、感光体2の回転方向D1と反対方向D2に回転し、現像位置DP(図3)でトナーTを感光体2の表面に付着させるように構成されている。そして、この現像ローラ47にトナーTを供給すべく、現像ローラ47の回転方向D2における現像位置DPに対して上流側となる接触位置CP(図3)で供給ローラ46が現像ローラ47と接触しながら、現像ローラ47の回転方向D2と反対方向D3に回転する。これによって、イエロートナーTが現像ローラ47の表面に擦り付けられて所定厚み(例えば数10μm)のトナー層が現像ローラ47表面に形成される。このように、この実施形態では、供給ローラ46および現像ローラ47がそれぞれ本発明の「トナー供給体」および「トナー担持体」として機能している。
【0021】
また、接触位置CPと現像位置DPとに挟まれた当接位置EP(図3)には、本発明の「規制手段」に相当する規制ブレード48が配置されている。この規制ブレード48は、ステンレスや銅などの板状部材481と、板状部材481の先端部に取り付けられたゴムや樹脂部材などの弾性部材482とで構成されている。この板状部材481の後端部は、いわゆるカウンタ状態でハウジング部材41に固着されている。すなわち、現像ローラ47の回転方向D2において、板状部材481の先端部に取り付けられた弾性部材482が板状部材481の後端部よりも上流側に位置するように配設されている。そして、その弾性部材482は当接位置EPで現像ローラ47表面に弾性的に当接されている。このため、規制ブレード48によって現像ローラ47の表面に形成されるトナー層の厚みが最終的に10μm程度に規制される。このとき、規制ブレード48との摩擦によってトナーは所定の極性に帯電される。このようにして現像ローラ47に対して所定極性に帯電されたトナーTが現像位置DPに供給され、感光体2上の静電潜像を現像ローラ47上のトナーTによって現像することができる。一方、規制ブレード48によって現像ローラ47から掻き取られた余剰のトナー、つまり劣化トナーDTについては、供給ローラ46、現像ローラ47および規制ブレード48に面する規制後空間SPに飛散することとなる。
【0022】
この規制後空間SPは、図3に示すように、ハウジング部材41の底部412および隔壁411と、供給ローラ46とに挟まれた連通経路Rによってトナー貯留部45に連通されている。このため、当該現像器4Yによる現像処理の間、規制後空間SPに飛散してきた劣化トナーDTはハウジング部材41の底部412に堆積されていく。このように、この実施形態では、ハウジング部材41の底部412および隔壁411が本発明の「連通手段」として機能している。
【0023】
また、この連通経路R上には、ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリプロピレン(PP)などの樹脂フィルム製の弁部材49が本発明の「トナー流動制御手段」としてトレール状態で配置されている。すなわち、この弁部材49は、その一方端49aが隔壁411に蝶番構造で取り付けられて隔壁411に対して揺動自在となっている一方、その他方端49bが供給ローラ46の外周面に当接可能に設けられている。また、この実施形態では、供給ローラ46が現像ローラ47の回転方向D2と反対方向D3に回転する、いわゆるウイズ回転するのに対応して、供給ローラ46の回転方向D3において、弁部材49の一方端(揺動支軸部分)49aが弁部材49の他方端(先端部)49bよりも上流側に位置するように配設されている。このため、次に説明するように現像器の回転位置に応じて自重により他方端49bが供給ローラ46に対して離当接移動し、当接によってトナー貯留部45から規制後空間SPへのトナー流動を阻止する一方、離間によって規制後空間SPからトナー貯留部45へのトナー流動を可能としている。
【0024】
ここで、上記のように構成されたロータリー現像ユニット4の動作について、イエロー用現像器4Yの動作を中心に説明する。この実施形態では、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の順にトナー像を形成しながら、各トナー像を中間転写ベルト71上に重ね合わせてカラー画像を形成する。そこで、まず最初にイエロー用現像器4Yが選択的に感光体2と対向する現像位置DP(図3)に位置決めされる。この状態では、弁部材49は自重により供給ローラ46側に倒れ、その他方端49bは供給ローラ46の周面に当接している。そのため、当該現像器4Yによるトナー現像が行われている間、トナー貯留部45から規制後空間SPへのフレッシュトナーの流入が阻止されており、当該現像器4Yによる現像開始時点では規制後空間SPは空の状態となっている。そして、現像処理が進行していくと、トナー貯留部45からのトナー流入が阻止されたまま、その現像処理中に接触位置CPや当接位置EPで発生するトナー、つまり劣化トナーDTのみが規制後空間SPに捕捉されていく。
【0025】
そして、当該現像器4Yによる現像処理が完了すると、シアントナーによる現像処理、マゼンタトナーによる現像処理およびブラックトナーによる現像処理を順次実行すべく、トナー色を切り替えるたびに現像ユニット4が回転軸4aを中心として図1や図2の紙面において反時計回りに90゜ずつ回転する。こうしてイエロー現像器4Yからシアン現像器4Cへの切り替わり途中で、弁部材49が自重により供給ローラ46と反対側に倒れ、その他方端49bは供給ローラ46の周面から離間するとともに、この離間動作に連動してトナー貯留部45に貯留されているトナーがトナー収容部44側に流出し始める。そして、現像ユニット4が90゜だけ回転すると、イエロー現像器4Yは図2のブラック現像器4Kの位置に移動位置決めされる。
【0026】
また、シアントナーによる現像処理が完了し、シアン現像器4Cからマゼンタ現像器4Mへの切替動作が開始されると、例えば図4に示すようにイエロー現像器4Yの連通経路Rに堆積していた劣化トナーDTが隔壁411に沿ってトナー貯留部45、さらにはトナー収容部44側に流出される。こうして、劣化トナーDTが規制後空間SPから確実に回収される。そして、トナー収容部44でフレッシュトナーと十分に混合されて劣化トナーによる画像不良をさらに抑制することができる。これによって、感光体2上の潜像を高品質で、かつ安定してトナー現像することができる。
【0027】
さらに、現像ユニット4が回転していくと、イエロー現像器4Yは図2のマゼンタ現像器4Mの位置に移動位置決めされる。この状態で、劣化トナーはほぼ完全に連通経路Rから流出されて規制後空間SPは再び空の状態に戻る。このように、現像処理中においては規制後空間SPによって劣化トナーDTは連通経路Rに捕捉され、イエロー現像器4Yによる現像処理が完了し、他の現像器4C,4M,4Kへの切り替え中にその劣化トナーはトナー貯留部45に回収される。なお、その他の現像器4C,4M,4Kについても、イエロー用現像器4Yと全く同様に動作する。
【0028】
以上のように、この実施形態によれば、連通経路R上に「トナー流動制御手段」として機能する弁部材49を配置することにより現像処理中に発生する劣化トナーDTを規制後空間SPで捕捉し、現像処理が完了した後、他の現像器によるトナー現像中にその劣化トナーDTをトナー貯留部45に確実に回収することができる。しかも、こうして回収された劣化トナーは、ロータリー現像ユニット4が回転している間に、トナー貯留部45に貯留されていたトナーのみならず、トナー収容部44に収容されていたトナーとも混合されるため、劣化トナーによる画質低下を効果的に抑制し、像担持体上の潜像を高品質で、かつ安定してトナー現像することができる。
【0029】
また、弁部材49を設けたことにより、現像処理中にトナー貯留部45から規制後空間SPにトナーが流入するのが規制され、規制後空間SPが圧粉状態となるのを効果的に防止することができる。
【0030】
さらに、この実施形態では、規制ブレード48を現像ローラ47に対してカウンタ状態でハウジング部材41に固着しているので、現像ローラ47の周面に対して規制ブレード48が鈍角で当接することとなり、規制ブレード48により現像ローラ47から掻き取られたトナー、つまり劣化トナーDTを規制後空間に案内することができ、劣化トナーDTの回収効率を向上させる点で有利となっている。
【0031】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態にかかる現像装置は、供給ローラ46が現像ローラ47に対してウイズ回転するロータリー現像ユニット4であったが、本発明は供給ローラ46が現像ローラ47に対してアゲインスト回転するロータリー現像ユニットに対して適用可能である。それについては、図5を参照しつつ説明する。
【0032】
図5は、この発明にかかる現像装置の他の実施形態を示す図である。ロータリー現像ユニットを構成する各現像器4Y,4C,4M,4Kが先の実施形態と大きく相違する点は、以下の2点である。まず、この実施形態では、供給ローラ46は現像ローラ47の回転方向D2と同一方向D4に回転する、いわゆるアゲインスト回転するように構成されている。そして、これに対応すべく、弁部材49がカウンタ状態で配設されている。つまり、供給ローラ46の回転方向D4において、弁部材49の一方端(揺動支軸部分)49aが弁部材49の他方端(先端部)49bよりも下流側に位置するように配設されている。このため、先の実施形態と同様に、現像処理中にトナー貯留部45から規制後空間SPにトナーが流入するのを規制しながら、現像処理に伴って発生する劣化トナーDTを規制後空間SPで捕捉し、ハウジング部材41の底部412に堆積させることができる。なお、こうして捕捉した劣化トナーDTについては、先の実施形態と全く同様にしてトナー貯留部45に回収され、フレッシュトナーと混合されるので、劣化トナーによる画質低下を効果的に防止することができる。
【0033】
また、弁部材49については、連通経路上のどの位置に配設してもよいのであるが、上記実施形態(図3や図5)のように規制ブレード48が鉛直方向において接触位置CPよりも下方側に配置されている場合には、弁部材49の一方端(揺動支軸部分)49aを供給ローラ46の回転中心を通過する仮想水平線Xの下方側に設けるのが好適である。というのも、このように配置することで供給ローラ46の周面のうちトナー貯留部45中のフレッシュトナーと摺擦する面積がより多くなり、摺擦面積の増大に伴って接触位置CPに至るまでに供給ローラ46に付着するトナーに与えられる予備帯電量が多くなる。その結果、トナーをより確実に帯電させることができるからである。
【0034】
また、上記実施形態では弁部材49はロータリー現像ユニット4の回転に応じて、その自重により揺動するが、弁部材49の一方端49aに回転駆動力を与えて弁部材49を強制的に揺動駆動するように構成してもよいことは言うまでもない。
【0035】
また、上記実施形態では、規制ブレード48を現像ローラ47に対してカウンタ状態で配置しているが、かかる構成自体は本発明の必須構成というわけではなく、規制ブレード48を現像ローラ47に対してトレール状態で配置した現像装置に対しても本発明を適用してもよい。
【0036】
さらに、上記実施形態では、規制手段として板状部材481の先端部に弾性部材482を取り付けてなる規制ブレード48を採用しているが、ステンレスや銅などの板状ブレードを採用している現像装置に対して本発明を適用可能であることはいうまでもない。
【0037】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、規制後空間を連通手段によってトナー貯留部に連通するとともに、その連通経路上にトナー流動制御手段を設けて規制後空間からトナー貯留部へのトナー流動を可能とする一方、トナー貯留部から規制後空間へのトナー流動を規制しているので、現像処理中にトナー貯留部からのトナー流入を規制しながら、劣化トナーのみを規制後空間で捕捉し、当該現像器による現像処理が完了した後、各現像器の回転動作にともなって規制後空間に捕捉した劣化トナーを規制後空間からトナー流動制御手段を介してトナー貯留部に流出回収することができる。そのため、劣化トナーの回収効率が向上し、劣化トナーによる画像不良を抑制し、像担持体上の潜像を高品質で、かつ安定してトナー現像することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明にかかる現像装置の一実施形態を装備する画像形成装置を示す図である。
【図2】この発明にかかる現像装置の一実施形態たるロータリー現像ユニットを示す図である。
【図3】図2の現像器の部分拡大図である。
【図4】図2の現像器における劣化トナーの回収動作を説明するための図である。
【図5】この発明にかかる現像装置の他の実施形態を示す図である。
【図6】弁部材の配設位置を説明するための図である。
【符号の説明】
2…感光体(像担持体)
4…ロータリー現像ユニット
4Y,4C,4M,4K…現像器
4a…回転軸
4b…支持フレーム(現像器保持手段)
45…トナー貯留部
46…供給ローラ(トナー供給体)
47…現像ローラ(トナー担持体)
48…規制ブレード(規制手段)
49…弁部材(トナー流動制御手段)
49a…(弁部材の)一方端
49b…(弁部材の)他方端
411…隔壁(連通手段)
412…底部(連通手段)
481…板状部材
482…弾性部材
CP…接触位置
D1…(像担持体の)回転方向
D2…(トナー担持体の)回転方向
D3,D4…(トナー供給体の)回転方向
DP…現像位置
EP…当接位置
R…連通経路
T…トナー
X…仮想水平線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to electrophotographic image formation such as a printer, a copying machine, and a facsimile apparatus that visualizes an electrostatic latent image formed on an image carrier such as a photosensitive drum or a photosensitive belt by attaching toner. The present invention relates to a developing device used in the apparatus.
[0002]
[Prior art]
As this type of developing device, there is a one-component developing type device using a one-component toner. For example, in JP-A-7-44011, a thin layer of nonmagnetic toner is formed on the surface of a developing roller (developing sleeve), and this is brought into contact with the surface of a photosensitive drum as an image carrier at a predetermined developing position. Describes an apparatus for developing. More specifically, the developing roller is elastically contacted with the photosensitive drum and with a nip width by deformation, and rotates in a direction opposite to the rotation direction of the photosensitive drum to face the image carrier. The toner is transported to the developing position. A supply roller (toner supply body) is provided on the opposite side of the development position across the developing roller, and nonmagnetic one-component toner stored in a toner storage section provided in the developing device main body is supplied. Supply to the developing roller. In addition, a regulating blade is disposed below the developing roller so that the tip of the developing roller comes into contact with the developing roller, and the amount of toner transported to the developing position by the developing roller is regulated, and the surface of the developing roller is A thin layer of toner is formed. The toner thus formed is conveyed to a development position and develops a latent image on the photosensitive drum.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the developing device configured as described above, the non-magnetic one-component toner may be deteriorated by long-term use. For example, the toner on the developing roller may be rubbed with a supply roller or a regulation blade, causing the toner to break. In addition, the toner and the external additive are rubbed at the contact position, thereby causing problems such as embedding of the external additive in the toner base particles and the external additive being detached from the toner. . Further, such deteriorated toner may cause a so-called filming phenomenon in which the toner remains and adheres to the surface of the developing roller or the regulation blade. Due to such factors, density unevenness may occur or an image with low graininess may be formed, leading to image defects.
[0004]
Here, in order to suppress the influence of the deteriorated toner, returning the deteriorated toner to the toner storage unit and mixing it with the fresh toner stored in the toner storage unit is one effective measure. However, in the conventional apparatus, it cannot be said that the recovery efficiency of the deteriorated toner in the toner storage unit is high. Further, in the conventional apparatus, a relatively wide space is formed at a contact position where the regulating blade and the developing roller contact each other, and the deteriorated toner may stay in this space in a compacted state. For this reason, the recovery of the deteriorated toner to the toner reservoir does not proceed, and it is difficult to improve the image defect caused by the deteriorated toner.
[0005]
The present invention has been made in view of the above problems, and improves the recovery efficiency of the deteriorated toner in the toner storage portion in which the fresh toner is stored, suppresses image defects due to the deteriorated toner, and increases the latent image on the image carrier. An object of the present invention is to provide a developing device capable of developing toner with high quality and stability.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a plurality of developing devices for developing a latent image formed on an image carrier with toner, and a developer holding device that is rotatably provided and holds the plurality of developing devices arranged in the rotational direction. A developing device holding means, and rotationally positioning the developing device holding means so that one of the developing devices is selectively placed opposite to the image carrier and toner development of the latent image by the developing device is performed. Each of the developing devices includes a toner storage unit that stores toner, a toner carrier that conveys toner to a development position facing the image carrier by rotating while carrying the toner, and a toner carrier A toner supply body for supplying toner in the toner reservoir to the toner carrier by rotating while contacting the toner carrier on the upstream side of the developing position in the rotation direction of the toner, a toner carrier and the toner A regulating means for regulating a surplus toner at a contact position between the contact position between the supply body and the developing position and a developing position to form a charged toner thin layer on the surface of the toner carrier; A communication path is formed from the post-regulation space facing the carrier, the toner supply body, and the regulation means to the toner storage unit, and the post-regulation space and the toner storage unit are communicated with each other. A toner flow control means for allowing toner flow from the rear space to the toner storage section, and for regulating toner flow from the toner storage section to the post-regulation space;
The toner storage section, the toner supply body, and the communication means are arranged in the order of the toner storage section, the toner supply body, and the communication means in the gravity direction from the top in a state where the toner support body is disposed opposite to the image carrier. The toner flow control means includes a valve member whose one end is swingably supported with respect to the communication means, and whose other end is capable of coming into contact with the outer peripheral surface of the toner supply body. The valve member has a toner carrier that is disposed opposite to the image carrier, and the other end of the valve member abuts against the toner supply member due to its own weight, and the toner from the toner reservoir to the post-regulation space. While the flow is restricted, the toner reservoir, the toner supply body, and the communication means are arranged in reverse order from the top in the direction of gravity in the gravity direction away from the position where the toner carrier is opposed to the image carrier. The other end is It is characterized by being configured to allow toner fluidity to the toner reservoir from apart from regulations after space from over donor.
[0007]
In the developing device configured as described above, the regulated space facing the toner carrier, the toner supply body, and the regulating means is communicated with the toner storage portion through the communication path. In addition, toner flow control means is provided on the communication path, and allows toner flow from the post-regulation space to the toner storage portion, while restricting toner flow from the toner storage portion to the post-regulation space. . For this reason, the flow of fresh toner from the toner reservoir to the regulated space is restricted while one developing device is selectively placed opposite the image carrier and toner development of the latent image by the developing device is performed. The post-regulation space is empty at the start of development by the developing device. As the development process proceeds, fresh toner does not flow from the toner reservoir, and only the toner generated at the contact position or the contact position by the development process, that is, the deteriorated toner, is captured in the post-regulation space. To go. Then, when the developing process by the developing unit is completed and each developing unit rotates, the deteriorated toner trapped in the post-restriction space with the rotation operation flows out from the post-restriction space to the toner reservoir through the toner flow control means. As a result, the regulated space returns to the empty state again. As described above, the deteriorated toner is captured by the post-regulation space, the development processing is completed, and the deteriorated toner is collected in the toner storage unit during the toner development by another developing device.
[0008]
Further, the developing device according to the present invention is configured such that one end of the toner flow control unit is swingably supported with respect to the communication unit, and the other end can contact the outer peripheral surface of the toner supply body. The valve member is configured. The valve member is desirably arranged as follows according to the rotation direction of the toner supply body in order to effectively prevent the toner from flowing into the post-regulation space from the toner reservoir.
[0009]
First, when the toner supply body rotates in a direction opposite to the rotation direction of the toner carrier, the valve member is arranged such that one end thereof is positioned upstream of the other end in the rotation direction of the toner supply body. It is desirable to arrange in. On the other hand, when the toner supply body rotates in the same direction as the rotation direction of the toner carrier, the valve member is arranged so that one end thereof is positioned downstream of the other end in the rotation direction of the toner supply body. It is desirable to arrange.
[0010]
Further, when the restricting means is disposed below the contact position in the vertical direction, one end of the valve member can swing relative to the communicating means below the virtual horizontal line passing through the rotation center of the toner supply body. In this case, the area of the peripheral surface of the toner supply body that slides on the fresh toner in the toner reservoir increases. Thus, the increase in the rubbing area increases the amount of preliminary charge given to the toner before reaching the contact position, so that the toner can be charged more reliably.
[0011]
Further, the restricting means is configured such that the rear end portion thereof is fixed below the contact position in the vertical direction, and the front end portion thereof elastically contacts the surface of the toner carrier at the contact position. In addition, it is desirable that the front end portion is disposed upstream of the rear end portion in the rotation direction of the toner carrier. In this case, the regulating means comes into contact with the peripheral surface of the toner carrier at an obtuse angle, and the toner scraped from the toner carrier by the regulating means, that is, deteriorated toner can be guided to the post-regulation space. Toner recovery efficiency can be improved.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a view showing an image forming apparatus equipped with an embodiment of a developing device according to the present invention. In this image forming apparatus, a
[0013]
Then, laser light L is irradiated from the
[0014]
The electrostatic latent image thus formed is developed with toner by the developing
[0015]
The toner image developed by the developing
[0016]
The
[0017]
Next, the configuration and operation of the
[0018]
The developing devices 4Y, 4C, 4M, and 4K held by the
[0019]
In the developing device 4Y, a housing 43 serving as a main body of the developing device is formed by integrally combining the two
[0020]
A
[0021]
Further, a
[0022]
As shown in FIG. 3, the post-regulation space SP is communicated with the
[0023]
On the communication path R, a
[0024]
Here, the operation of the
[0025]
When the developing process by the developing device 4Y is completed, the developing
[0026]
Further, when the development processing with cyan toner is completed and the switching operation from the cyan developing device 4C to the magenta developing device 4M is started, for example, as shown in FIG. The deteriorated toner DT flows out along the
[0027]
Further, as the developing
[0028]
As described above, according to this embodiment, the deteriorated toner DT generated during the developing process is captured in the post-regulation space SP by disposing the
[0029]
Further, by providing the
[0030]
Furthermore, in this embodiment, since the
[0031]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the developing device according to the above embodiment is the
[0032]
FIG. 5 is a view showing another embodiment of the developing device according to the present invention. The developing units 4Y, 4C, 4M, and 4K constituting the rotary developing unit are largely different from the previous embodiment in the following two points. First, in this embodiment, the
[0033]
Further, the
[0034]
In the above-described embodiment, the
[0035]
In the above-described embodiment, the regulating
[0036]
Further, in the above embodiment, the regulating
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the regulated space is communicated with the toner storage portion by the communication means, and the toner flow control means is provided on the communication path to prevent the toner flow from the regulated space to the toner storage portion. On the other hand, since toner flow from the toner reservoir to the post-regulation space is regulated, only the deteriorated toner is captured in the post-regulation space while regulating the inflow of toner from the toner reservoir during the development process. After the development processing by the developing unit is completed, the deteriorated toner captured in the post-regulation space with the rotation operation of each developing unit can flow out and be collected from the post-regulation space to the toner storage unit via the toner flow control means. . Therefore, the recovery efficiency of the deteriorated toner is improved, image defects due to the deteriorated toner can be suppressed, and the latent image on the image carrier can be stably developed with high quality.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an image forming apparatus equipped with an embodiment of a developing device according to the present invention.
FIG. 2 is a view showing a rotary developing unit as an embodiment of the developing device according to the present invention.
3 is a partially enlarged view of the developing device in FIG. 2;
4 is a view for explaining a recovery operation of deteriorated toner in the developing device of FIG. 2; FIG.
FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of the developing device according to the present invention.
FIG. 6 is a view for explaining the position of the valve member.
[Explanation of symbols]
2 ... Photoconductor (image carrier)
4 ... Rotary development unit
4Y, 4C, 4M, 4K ... Developer
4a ... Rotating shaft
4b ... Support frame (developer holding means)
45. Toner reservoir
46: Supply roller (toner supply body)
47. Developing roller (toner carrier)
48 ... Regulating blade (regulating means)
49. Valve member (toner flow control means)
49a ... one end (of the valve member)
49b ... (the other end of the valve member)
411 ... Bulkhead (communication means)
412 ... Bottom (communication means)
481 ... Plate member
482 ... Elastic member
CP ... Contact position
D1 ... Rotation direction (of the image carrier)
D2 ... direction of rotation of toner carrier
D3, D4 ... Direction of rotation of toner supply
DP: Development position
EP: Contact position
R ... Communication route
T ... Toner
X ... Virtual horizon
Claims (5)
各現像器は、
トナーを貯留するトナー貯留部と、
トナーを担持しながら回転することによって、像担持体に対向する現像位置にトナーを搬送するトナー担持体と、
前記トナー担持体の回転方向における前記現像位置に対する上流側で前記トナー担持体と接触しながら回転することによって前記トナー貯留部のトナーを前記トナー担持体に供給するトナー供給体と、
前記トナー担持体と前記トナー供給体とが相互に接触する接触位置と、前記現像位置とに挟まれた当接位置で余剰のトナーを規制して前記トナー担持体の表面に帯電したトナー薄層を形成する規制手段と、
前記トナー担持体、前記トナー供給体および前記規制手段に面する規制後空間から前記トナー貯留部に連通経路を形成し、当該規制後空間と前記トナー貯留部とを連通させる連通手段と、
前記連通経路上に設けられて前記規制後空間から前記トナー貯留部へのトナー流動を可能とする一方、前記トナー貯留部から前記規制後空間へのトナー流動を規制するトナー流動制御手段と
を備え、
前記トナー貯留部、前記トナー供給体および前記連通手段は、前記トナー担持体が前記像担持体に対向配置された状態において、重力方向に上からトナー貯留部、トナー供給体、連通手段の順番で並ぶように構成され、
前記トナー流動制御手段は、その一方端が前記連通手段に対して揺動自在に支持される一方、その他方端が前記トナー供給体の外周面に離当接可能となっている弁部材を有しており、
前記弁部材は、前記トナー担持体が前記像担持体に対向配置された状態において、該弁部材の自重により前記他方端が前記トナー供給体に当接して前記トナー貯留部から前記規制後空間へのトナー流動を規制する一方、前記トナー担持体が前記像担持体に対向する位置から離れて前記トナー貯留部、前記トナー供給体および前記連通手段が重力方向に上から前記順番と逆に並ぶ状態において、該弁部材の自重により前記他方端が前記トナー供給体から離間して前記規制後空間から前記トナー貯留部へのトナー流動を可能にするように構成されている
ことを特徴とする現像装置。A plurality of developing units for developing the latent image formed on the image carrier with toner, and a developer holding unit that is rotatably provided and holds the plurality of developing units arranged in the rotation direction; A developing unit holding and rotating the developing unit holding means so that one of the plurality of developing units is selectively disposed opposite to the image carrier and the latent image is developed by the developing unit. A device,
Each developer is
A toner reservoir for storing toner;
A toner carrier that conveys the toner to a development position facing the image carrier by rotating while carrying the toner; and
A toner supplier for supplying toner in the toner reservoir to the toner carrier by rotating in contact with the toner carrier upstream of the development position in the rotation direction of the toner carrier;
A toner thin layer charged on the surface of the toner carrier by regulating excess toner at a contact position where the toner carrier and the toner supplier are in contact with each other and a contact position sandwiched between the development position Regulatory means to form a
Communication means for forming a communication path from the post-regulation space facing the toner carrier, the toner supply body and the regulation means to the toner storage section, and communicating the post-regulation space and the toner storage section;
A toner flow control unit that is provided on the communication path and enables toner flow from the post-regulation space to the toner storage unit, and controls toner flow from the toner storage unit to the post-regulation space. ,
The toner storage section, the toner supply body, and the communication means are arranged in the order of the toner storage section, the toner supply body, and the communication means from the top in the direction of gravity in a state where the toner carrier is disposed opposite to the image carrier. Configured to line up,
The toner flow control means has a valve member whose one end is swingably supported with respect to the communication means, and whose other end is capable of coming into contact with the outer peripheral surface of the toner supply body. And
The valve member has the other end abutting against the toner supply body due to its own weight, and the toner reservoir from the toner reservoir to the post-regulation space in a state where the toner carrier is disposed opposite the image carrier. The toner carrier is separated from the position facing the image carrier, and the toner reservoir, the toner supplier, and the communication means are arranged in the gravity direction in reverse order from the top. The developing device is configured such that the other end of the valve member is separated from the toner supply member by the dead weight of the valve member so that the toner can flow from the post-regulation space to the toner storage portion. .
前記弁部材は、前記トナー供給体の回転方向において、その一方端がその他方端よりも上流側に位置するように配置されている請求項1記載の現像装置。The toner supplier is rotating in a direction opposite to the direction of rotation of the toner carrier;
2. The developing device according to claim 1, wherein the valve member is arranged such that one end thereof is positioned upstream of the other end in the rotation direction of the toner supply body.
前記弁部材は、前記トナー供給体の回転方向において、その一方端がその他方端よりも下流側に位置するように配置されている請求項1記載の現像装置。The toner supply body rotates in the same direction as the rotation direction of the toner carrier, and
2. The developing device according to claim 1, wherein the valve member is disposed such that one end thereof is positioned downstream of the other end in the rotation direction of the toner supply body.
前記弁部材の一方端は前記トナー供給体の回転中心を通過する仮想水平線の下方側で前記連通手段に対して揺動自在に支持されている請求項1ないし3のいずれかに記載の現像装置。The restricting means is arranged below the contact position in the vertical direction,
4. The developing device according to claim 1, wherein one end of the valve member is supported so as to be swingable with respect to the communication unit on a lower side of an imaginary horizontal line passing through a rotation center of the toner supply body. .
前記トナー担持体の回転方向において前記先端部が前記後端部よりも上流側に配置されている請求項1ないし4のいずれかに記載の現像装置。The restricting means is configured such that its rear end is fixed below the contact position in the vertical direction, and its front end elastically contacts the surface of the toner carrier at the contact position. And,
5. The developing device according to claim 1, wherein the front end portion is disposed upstream of the rear end portion in the rotation direction of the toner carrier.
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