JP3924402B2 - Rotating type developing device and image forming apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置、該画像形成装置に用いられる複数の現像器を有した回転型現像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、回転軸を中心に回動する支持体を潜像担持体に対設すると共に、この支持体上に配設された複数の現像器を該潜像担持体に対向する現像位置に順次回動移動することにより、該潜像担持体上の潜像を各色現像剤にて現像するようにした回転型現像装置が開発されている。
【0003】
この種の回転型現像装置においては、現像剤補給口を有する現像剤収納容器が複数の現像器とともに上記回転軸を中心に公転するように各現像器にそれぞれ接続され、該回転型現像装置の回動時に該現像剤収納容器の内部の現像剤を現像剤補給装置の現像剤受入口に重力落下させて各現像器に補給するものが種々提案されている。
【0004】
例えば、特開平11−38722号公報には、上記現像剤収納容器を筒状の形状で構成し、該現像剤収納容器内に螺旋状の現像剤搬送部材(以下「アジテータ」という。)を設けたものが開示されている。このアジテータによって、該現像剤収納容器内の現像剤を補給口から容器外に残さず排出させることができる。
しかしながら、上記現像剤収納容器は消耗品であるので、その交換の際には内部に設けられているアジテータも一緒に廃棄されることになる。従って、内部に高価なアジテータを有している現像剤収納容器では、コピー一枚当たりのランニングコストの増加につながるばかりでなく、資源の保護や地球環境保全の観点からも好ましくない。
【0005】
そこで、本出願人は、上記回転型現像装置の支持体の回転軸を中心に公転移動され、かつ、上記アジテータを用いずに各現像器に対応した現像剤補給装置に現像剤の供給を行うことができる筒状の現像剤収納容器を提案した(例えば、特願平9−287976号参照)。
この現像剤収納容器は、該現像剤収納容器の周壁内面に螺旋状に延在する突起からなる現像剤案内部を設けたことを特徴としている。この現像剤収納容器では、回転型現像装置の回転にともなって現像剤が該現像剤収納容器の周壁内面上を移動する際に、該周壁内面に設けられた該現像剤案内部に案内されて補給口へ移動する。よって、高価な上記アジテータを設けることなく、現像剤収納容器内の現像剤を補給口へ確実に搬送させることができる。
【0006】
しかしながら、上記現像剤案内部を設けた現像剤収納容器は、そのコスト低減という目的は十分に達成することができるが、該現像剤収納容器が回転型現像装置の支持体に装着された状態で、該現像剤収納容器自体が独自に回転(以下、この現像剤収納容器自体の回転を「自転」という。)しないように構成されていた。従って、この現像剤収納容器を搭載した画像形成装置では、該回転型現像装置がその回転軸を中心として回転し、該支持体に装着された現像剤収納容器が、該回転軸を中心として回転(以下、この支持体の回転軸を中心とする現像剤収納容器の回転を「公転」という。)されたときだけ、該現像剤収納容器内に収納されている現像剤が上記現像剤案内部によって相対的に移動されて、該現像剤収納容器の補給口から、該現像剤補給装置の現像剤受入口に向けて搬送されることになる。
このため、この画像形成装置では、回転型現像装置の各現像器のうちの何れか1つの現像器内の現像剤濃度が低下した場合、該現像器の現像剤濃度を適正化するために、該回転型現像装置を回転させなければならなかった。そして、この回転によって、該現像時収納容器内に収納されている現像剤を、上記現像剤案内部によって該現像剤収納容器の補給口から該現像剤補給装置の現像剤受入口に向けて搬送する必要があった。従って、この構成では、コピー途中で、使用する現像器内の現像剤濃度が規定値以下の濃度になる度に、その現像器内に現像剤収納容器内の現像剤を補給するためには公転しなければならないので、この回転型現像装置の現像剤補給のための公転によってコピーが中断されて待ち時間が発生しまう不具合があった。また、この画像形成装置では、その現像剤収納容器からの現像剤の補給動作を、該回転型現像装置の回転による該現像剤収納容器の公転のみに依存しているので、該現像剤収納容器の回転速度を独自に高めてその現像剤の供給効率を向上させることが難しい。よって、該現像剤収納容器からの現像剤の補給に時間を要してしまい、該現像剤収納容器の現像剤搬送能力が低いといった不具合がある。
【0007】
そこで、本出願人は、現像剤収納容器が支持体に対して装着された状態で該現像剤収納容器を自転させるための回転駆動手段と、該現像剤収納容器の自転により該現像剤収納容器内の現像剤を補給口に向けて搬送する該現像剤収納容器に一体的に構成された現像剤案内部とを有する画像形成装置を提案した(特願平10−267486号参照)。
【0008】
この画像形成装置においては、上記回転駆動手段により、現像剤収納容器が支持体に装着された状態で自転するように回転駆動される。この現像剤収納容器の自転に伴って、該現像剤収納容器内の現像剤が該現像剤収納容器と一体的に構成された現像剤案内部に案内され、補給口に向けて搬送される。従って、この画像形成装置では、その画像形成動作の途中で、現像に使用している現像器内の現像剤濃度が規定値以下の濃度になった場合でも、その現像器内に該現像剤収納容器内の現像剤を補給するために、回転型現像装置を連続的に回転させ、該現像剤収納容器を公転させて現像剤の搬送を行う必要がなく、該リボルバ現像装置を現像剤補給のためだけの目的で回転させる必要がなくなる。これにより、現像剤補給のための画像形成動作の待ち時間が発生したり、該現像剤収納容器からの現像剤の補給に時間がかかって、該現像剤収納容器の現像時搬送能力が低下したりする不具合が解消される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の現像剤収納容器を自転させる回転型現像装置では、さまざまな機械的な構成上の制約によって、回転型現像装置の回転による現像剤収納容器の公転方向と該現像剤収納容器の自転方向とが、互いに逆回転方向になる場合が生じる。
【0010】
たとえば、メンテナンス作業や現像剤の交換作業等を容易に行うために各現像器を支持体に対して着脱自在に構成した回転型現像装置における現像剤収納容器として、上記支持体に対してセット回転方向に回転されて装着される固定容器部と、該固定容器部に対して回転自在に係合され且つ上記容器回転駆動手段によって回転駆動される回転容器部との2つの部分に分割された構成のものがある。
この現像剤収納容器の回転容器部を回転駆動すると、該回転容器部に固定された該現像剤収納容器部は自転する。このとき、上記セット回転方向が、該自転方向と逆方向であると、該現像剤収納容器部の自転によって該セット回転方向とは逆向きである該現像剤収納容器を上記支持体から離脱するときの回転(以下、「リセット回転」という)方向に上記固定容器部が連れ回ってしまうおそれがある。この固定容器部の連れ回りが発生すると、該現像剤収納容器の補給口と上記現像剤補給装置の現像剤受入口との位置関係がずれてしまい、該現像剤収納容器から現像剤が円滑に供給されなくなってしまうという問題が生じる。この問題を避けるため、上記セット回転方向と上記回転容器部の自転時の回転方向とを同じ方向に設定する必要があるという制約が生じる。
一方、各現像器のうちの1つの現像器が支持体から取り外されると、該支持体の回転軸を中心とする該支持体の重量バランスが崩れるので、該支持体が現像剤収納容器の公転時の回転方向とは逆方向に回転してしまうおそれがある。該支持体が逆回転してしまうと、各現像器に配設されているトナー飛散防止用のシール部材がめくれたり、該支持体と潜像担持体(感光体)との間に手が挟まれて怪我をしたりしてしまうといった問題が生じる。このような問題の発生を防ぐために、該支持体が現像剤収納容器の公転方向のみに回転するように該支持体の回転方向を規制する必要がある。
上記公転方向を決定するにあたって、現像剤収納容器の固定容器部のセット回転方向と同一方向に設定すると、該固定容器部を支持体へ装着する際に、支持体も装着方向へ逃げるように回転してしまい、結果として該現像剤収納容器が装着しにくくなる。よって、支持体に対する現像剤収納容器の装着時の操作性を悪化させるおそれがある。従って、支持体の公転方向と現像剤収納容器の固定容器部の装着方向(セット回転方向)とを逆方向に設定する必要があるといった制約をうける。
以上のような機械的構成上の制約から、現像剤収納容器の固定容器部のセット回転方向と該現像剤収納容器の回転容器部の自転方向とが同じ方向に設定され、かつ該固定容器部のセット回転方向と支持体の公転方向とが逆方向に設定されることになる。すなわち、現像剤収納容器の回転容器部の自転方向と、支持体の回転方向(回転容器部の公転方向)とが逆方向に設定されることになる。
【0011】
上記現像剤収納容器の自転と公転とが互いに逆回転である構成の場合、該現像剤収納容器の自転によって現像剤案内部に案内されて該容器内の現像剤が補給口に近づく方向へ搬送されるにも関わらず、該現像剤収納容器の公転によって該現像剤が該補給口から遠ざかる方向へ搬送されてしまい、現像器への現像剤の供給が不安定になるといった問題が発生する。特に、この問題は画像形成動作モードによって現像剤収納容器自身の回転による自転回数と回転型現像装置の回転による該容器の公転回数との比が異なるときに発生しやすい。現像器への現像剤補給不足が生じると、現像された画像の濃度低下といった不具合を引き起こしてしまう。
【0012】
また、上記現像剤収納容器の補給口の近傍には、該容器内の現像剤の有無を検知する現像剤検知センサを設ける場合がある。ところが、上記現像剤収納容器の公転によって該容器内の現像剤が補給口から遠ざかる方向に搬送されてしまうと、該容器内に現像剤が存在しているにもかかわらず該現像剤検知センサは現像剤がなくなったという旨の誤った検知結果を出力してしまい、該現像剤検知センサの現像剤検知精度が低下するという不具合も引き起こしてしまう。
【0013】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、回転型現像装置に装着されたときに回転容器部が互いに逆方向に自転及び公転され該回転容器部の自転により現像剤を補給口側に案内して搬送する現像剤案内部をする現像剤収納容器であって、画像形成動作の種類に応じて現像剤収納容器の自転回数と公転回数との比率が変化する場合でも現像器への安定した現像剤補給が可能となり画像濃度の安定及び現像剤検知精度の向上を図ることができる現像剤収納容器を用いた回転型現像装置及び画像形成装置を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、回転軸を中心に回転可能な支持体と、該支持体上に配設された複数の現像器と、該支持体を回転させる支持体回転駆動手段と、該複数の現像器に対して個別に補給する現像剤を収容し、該支持体の回転軸を中心に公転する公転位置に配設される着脱自在な複数の現像剤収納容器と、所定の現像位置に移動した現像器に対応する現像剤収納容器の回転容器部を該公転方向とは逆方向に自転させる容器回転駆動手段とを備えた回転型現像装置において、該複数の現像剤収納容器は、現像装置における公転位置に取り付けられた状態で自転するように回転駆動可能な回転容器部と、該回転容器部の回転軸方向の一端部側に該現像装置へ現像剤を補給するための補給口とを有し、該回転容器部の自転により該回転容器部内の現像剤を該補給口側に案内して搬送する現像剤案内部を、該回転容器部に一体形成した現像剤収納容器であって、該回転容器部の自転の一回転により該回転容器部内の現像剤を該補給口に近づく向きへ搬送する補給方向搬送量が、該回転容器部の自転とは逆方向の公転の一回転により該回転容器部内の現像剤を該補給口から遠ざかる向きへ搬送する逆方向搬送量よりも大きくなるように、該現像剤案内部を形成したものであることを特徴とするものである。
この回転型現像装置においては、回転容器部の自転とは逆方向の公転の一回転により該回転容器部内の現像剤を補給口から遠ざかる向きに搬送する逆方向搬送量が、該回転容器部の自転の一自転により該回転容器部内の現像剤を上記補給口に近づく向きに搬送する補給方向搬送量よりも小さい。これにより、該回転容器部の自転による補給口への現像剤搬送に対する、該回転容器部の公転による逆方向の現像剤搬送の影響を緩和することができる。したがって、画像形成動作の種類に応じて現像剤収納容器の自転回数と公転回数との比率が変化する場合でも現像器への安定した現像剤補給が可能となる。
請求項2の発明は、上記現像剤案内部が上記回転容器部の内周壁面に形成された螺旋状の突起である請求項1の回転型現像装置であって、該螺旋状の突起の表面を、上記補給方向搬送量が上記逆方向搬送量よりも大きくなるように形成したことを特徴とするものである。
この回転型現像装置においては、上記回転容器部が自転すると、該回転容器部の内周壁面に形成された螺旋状の突起により、該回転容器部内の現像剤が補給口に向かう方向に搬送される。一方、該回転容器部が自転とは逆方向に公転すると、該螺旋状の突起により、該回転容器部内の現像剤が補給口とは反対側の方向に搬送される。
ここで、該公転の一回転により該突起で搬送される上記逆方向搬送量が、該回転容器部の自転の一自転により該突起で搬送される上記補給方向搬送量よりも小さいので、該回転容器部の自転による補給口への現像剤搬送に対する、該回転容器部の公転による逆方向の現像剤搬送の影響を緩和することができる。
請求項3の発明は、上記螺旋状の突起の表面が、上記補給口側を向いた補給口側平面と該補給口側とは反対側を向いた反補給口側平面とからなる請求項2の回転型現像装置であって、上記回転容器部の回転軸を含む断面において該突起の頂点を通過し該回転軸に平行な仮想基準線と該突起の補給口側の平面とが該補給口側でなす補給口側角が、該仮想基準線と該突起の補給口側とは反対側の平面とが該補給口側とは反対側でなす反補給口側角より、大きくなるように形成したことを特徴とするものである。
この回転型現像装置においては、上記回転容器部の内周壁面に形成された螺旋状の突起の表面が、上記補給口側平面と上記反補給口側平面とで構成されている。該回転容器部が自転すると、該螺旋状の突起の補給口側平面が該回転容器部内の鉛直方向下部に存在する現像剤を補給口の方向に案内して搬送する。一方、該回転容器部が自転とは逆方向に公転すると、該螺旋状の突起の反補給口側平面が該現像剤を補給口とは反対側の方向に案内して搬送する。
ここで、該回転容器部の回転軸を含む断面において、該補給口側平面と該突起の頂点を通る該回転軸に平行な仮想基準線とがなす角のうち該補給口を向いた側の補給口側角の方が、該反補給口側平面と該該仮想基準線となす角のうち該補給口とは反対を向いた反補給 口側角よりも大きい。したがって、上記自転で該補給口側平面により現像剤を該補給口の方向へ搬送しようと作用する力が、上記公転で該反補給口側平面により現像剤を該補給口とは反対方向に搬送しようと作用する力より大きくなり、上記逆方向搬送量が上記補給方向搬送量よりも小さくなる。
請求項4の発明は、請求項3の回転型現像装置において、上記補給口側角が直角又は鈍角であることを特徴とするものである。
この回転型現像装置においては、上記補給口側角が直角又は鈍角よりも大きいので上記突起の補給口側平面により凹部が形成され、該凹部により現像剤を保持するように補給口側に案内して搬送する。従って、上記補給方向搬送量が上記逆方向搬送量よりも更に大きくなる。
請求項5の発明は、像担持体と、該像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体上の潜像を現像して顕像を形成する現像手段と、該像担持体上の顕像を転写対象物に転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、該現像手段として、請求項1、2、3又は4の回転型現像装置を用いたことを特徴とするものである。
この画像形成装置においては、上記現像手段として請求項1、2、3又は4の回転型現像装置を用いるので、画像形成動作の種類に応じて回転型現像装置の各現像剤収納容器の自転回数と公転回数との比率が変化する場合でも各現像器への安定した現像剤補給が可能となる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置であるカラー電子写真プリンタ(以下、プリンタという)に適用した一実施形態について説明する。
図1は本実施形態に係るプリンタの概略構成図である。像担持体としての感光体ドラム1は、矢印A向きに回転駆動されながら、一様帯電手段としての帯電チャージャ2により一様に帯電された後、レーザ光学装置3により画像情報に基づき走査露光されて表面に静電潜像が形成される。ここで、露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン、及び黒の色情報に分解した単色の画像情報である。感光体ドラム1上に形成された静電潜像は、回転型現像装置(以下、「リボルバ現像装置」という)420により各々所定の現像剤としてのイエロー、マゼンタ、シアン、及び黒のトナーで現像され、これにより、感光体ドラム1上に各色画像が形成される。
【0027】
感光体ドラム1上に形成された各色画像は、感光体ドラム1と同期して図中矢印B向きに回転する転写対象物としての中間転写ベルト5上に、イエロー、マゼンタ、シアン、及び黒の単色毎順次重ね転写される。この中間転写ベルト上への転写は、感光体ドラム1と中間転写ベルト5の接触状態において転写バイアスローラ51に所定のバイアス電圧を印加することで行う。中間転写ベルト5上に重ね合わされたイエロー、マゼンタ、シアン、及び黒の画像は、両面複写兼用自動給紙カセット7あるいは手差し給紙トレイ7aから給紙ローラ8、8a、レジストローラ9を経て転写部へ搬送された転写紙10上に2次転写チャージャ11により一括転写される。転写終了後の転写紙10は定着装置12によりトナー像が定着されフルカラープリントとして機外に排出される。
【0028】
なお、中間転写ベルト5上に転写されなかった感光体ドラム1上のトナーは、感光体クリーナ13により感光体ドラム1から除去され、また、転写紙10上に転写されなかった中間転写ベルト5上のトナーは、図示しない中間転写ベルトクリーナにより中間転写ベルト5から除去される。
【0029】
図2は、上記リボルバ現像装置420の概略構成図である。該リボルバ現像装置420は、感光体ドラム1に向けた開口部を有し、円周方向に互いにほぼ同型の4つの現像器420K、420Y、420M、420Cと、該4つの現像器に補給用のトナーをそれぞれ補給するための4つのトナー補給装置45K、45Y,45M,45Cとを有している。なお、図示の例では感光体ドラム1に対向する現像位置にあるのが黒トナーとキャリアを収容した黒現像器420Kで、図中反時計回りの順に、イエロートナーとキャリアを収容したイエロー現像器420Y、マゼンタトナーとキャリアを収容したマゼンタ現像器420M、シアントナーとキャリアを収容したシアン現像器420Cになっている。
【0030】
ここで、4つの現像器420K、420Y、420M、420Cの内部構造はまったく同様であるので、以下、現像位置にある黒現像器420Kを例にとって内部構造を説明し、他の現像器の内部構造については対応する部材の符号として、黒現像器における符号と同じ数字にイエロー、マゼンタ、シアンの各現像器を区別するためY、M、Cの添字を付した符号を図中に示し、説明を省略する。
【0031】
上記現像器420Kは、現像剤担持体としての現像ローラ41Kと、該ケーシング部内に収容される黒トナー及びキャリアからなる二成分現像剤(以下、現像剤という)を撹拌する第1、第2撹拌スクリュウ42K、43Kとを備えている。
【0032】
以上の構成のリボルバ現像装置420は、矢印B方向の回転により、各現像器を順次感光体ドラム1に対向する現像位置に移動させて、該感光体ドラム1上の静電潜像を可視像化する。
【0033】
現像器420K内の現像剤のうち、トナーは現像の度に消費されていく。そして、該トナー濃度の低下が図示しないトナー濃度センサにより検知された場合には、トナー補給装置45Kの現像剤収納容器としてのトナーボトル46Kからトナーが現像器内へ供給される。このことにより、トナー濃度が所定の濃度に保たれて、画像濃度が一定に保たれる。
【0034】
上記リボルバ現像装置420は、プリンタ装置本体100からスライドによって引き出し可能なユニット支持体200に支持されている。このユニット支持体200について、図3、図4を用いて説明する。図3は、該ユニット支持体200の斜視図であり、図4は、該ユニット支持体200の正面図である。なお、図4は、リボルバ現像装置の黒現像器420Kが現像位置にあるときの該ユニット支持体200の正面図である。また、黒現像器への補給用トナーを収容するトナーボトル46K以外のトナーボトルについては図示を省略した。図示の例においては該ユニット支持体200は、感光体ドラム1を備えた感光体ユニット300の支持体としても機能し、該感光体ユニット300は、図3中矢印Cで示すようにユニット支持体200に搭載される。
【0035】
上記ユニット支持体200は、前側板201と、後側板202と、左右及び中央部の上下の計4つのステー部材とを有している。該ユニット支持体200においてリボルバ現像装置4が装着される装着部の下方には、撓ますことにより簡単に着脱できるように構成されたトナー受け203が設けられている。このような簡単な着脱を可能とするには、該トナー受けを例えばPET等の可撓性の材料で構成すればよい。該ユニット支持体200の両サイド部は、アキュライドスライドレール204が取り付けられており(図4参照)、これにより該ユニット支持体200の装置本体手前側へのスライド移動を可能にしている。上述の現像器420Kは、該ユニット支持体200に支持されているリボルバ現像装置420に脱着可能に後述の支持機構に取り付けられている。具体的には、リボルバ現像装置420には、図3中矢印Dで示すように上記現像器420Kが搭載される。そして、このユニット支持体200では、図3に示すように上記リボルバ現像装置420を支持した状態で該ユニット支持体200を装置手前側に引き出し、この状態でリボルバ現像装置420の現像器420Kが露出状態となるように、該現像器の全長以上のスライド引き出しが可能な構成を採用している。
【0036】
次に、各現像器にトナーを補給するトナー補給装置の構成について説明する。
上記リボルバ現像装置420における各現像器420K、420Y、420M、420Cのトナー補給装置45C,45M,45Y,45Kの構成は共通であるので、以下、図5乃至図7を参照して、ブラック現像器420Kのトナー補給装置45Kについてのみ説明する。
【0037】
トナー補給装置45Kは、図5に示すように、トナー補給スクリュウ49Kと、現像剤供給量調整部としてのトナー補給ケース50Kと、トナーカートリッジガイド51Kとで構成されている。
【0038】
リボルバ現像装置420が回転し、図2に示すように、現像器420Kが感光体ドラム1に対向した現像位置に臨んで停止した状態で、トナーカートリッジ46Kが、トナーカートリッジガイド51K内に挿入されて正常にセットされると、該トナーカートリッジ46Kからトナー補給ケース50K内へトナーが供給される。
【0039】
なお、トナーカートリッジの構成及びトナーカートリッジ46Kからトナー補給ケース50K内へのトナー補給方法については、後で詳述する。
【0040】
上記トナー補給ケース50K内に送り込まれたトナーは、トナー補給スクリュウ49Kが専用のトナー補給スクリュウ駆動モータ(図示せず)により回転されることにより、図6及び7に示すように、トナーカートリッジからのトナー補給位置から現像器へのトナー補給位置E(図7参照)に向けて搬送され、現像器420Kの現像ケーシング47K内の第2撹拌スクリュウ43Kの手前側の部位に少しずつ補給される。
【0041】
現像器420Kの第2撹拌スクリュウ43Kの手前側のトナー補給位置Eに補給されたトナーは、図7に示すように、プロセスコントロールにてトナー補給をするという信号が入ることで始動される第2撹拌スクリュウ43Kの回転により、現像ケーシング47Kの後部側に撹拌されながら搬送され、該現像ケーシング内の現像剤中に分散される。
【0042】
そして、現像剤中に分散されて現像ケーシング47Kの後部側に撹拌搬送されたトナーは、この現像ケーシング47Kの後端部で第1撹拌スクリュウ42K側に受け渡され、この第1撹拌スクリュウ42Kの回転により、現像ケーシング47Kの手前側に撹拌されながら搬送されて、この現像ケーシング47Kの前端部で再び第2撹拌スクリュウ43K側に受け渡される。この現像剤の受け渡しは、各撹拌スクリュウの端部側に設けられたフィン42a,43aの回転によって行なわれる(図7参照)。
【0043】
このようにして、現像ケーシング47K内で循環搬送される現像剤は、その搬送過程において、その一部が現像ローラ41Kにより汲み上げられて担持搬送される。現像ローラ41Kにより担持搬送された現像剤は、現像ドクタ44Kにより薄層化された後、現像領域に搬送され、該現像領域において感光体ドラム1上の静電潜像をトナー像化する。
【0044】
次に、本実施形態のプリンタにおけるトナーカートリッジの構成について説明する。
各トナーカートリッジ46C,46M,46Y,46Kは、各トナー補給装置とも同一の構成であるので、以下、図8乃至図13を参照して、ブラック現像器420Kのトナー補給装置45Kにおけるトナーカートリッジ46Kについてのみ説明する。
【0045】
このトナーカートリッジ46Kは、図8及び図12に示すように、補給用のトナーが収納されているスクリューボトル70からなる回転容器部46Aと、外側キャップ71、シール部材72、及び、内側キャップ73からなる固定容器部46Bとで構成されている。
このトナーカートリッジ46Kの回転容器部46Aであるスクリューボトル70は、図12に示すように、上記固定容器部46Bの外側キャップ71の内周面に設けられている係止用凸部71aに対して、該スクリューボトル70のトナー吐出側の端部に設けられているリング状凸部70aが、いわゆるパッチン止めによって係合されることにより、該固定容器部46Bの外側キャップ71に対して回転自在に係合されている。
【0046】
このように、固定容器部46Bと回転容器部46Aとを、パッチン止めによって係合させることにより、該トナーカートリッジ46Kの複雑化や大幅なコスト上昇を招くことなく、該外側キャップ71に対して該スクリューボトル70を回転自在に構成できる。
また、該トナーカートリッジ46Kの固定容器部46Bと回転容器部46Aとが、パッチン止めによって係合させることにより、図12に示すように、該スクリューボトル70のトナー吐出側の端面が、外側キャップ71に装着された発砲ウレタンなどからなるシール部材72の側面に軽く密着して、該該トナーカートリッジ46Kの固定容器部46Bと回転容器部46Aとの嵌合部からのトナーの溢出が防止されるように構成されている。
【0047】
更に、該トナーカートリッジ46Kの固定容器部46Bである外側キャップ71には、回転容器部46Aのスクリューボトル70から供給されるトナーを、図5に示したトナー補給ケース50Kのトナー受入れ口50aに向けて吐出するための補給口としてのトナー補給口71bが設けられている。また、この外側キャップ71には、トナー補給口71bを開閉するためのシャッタ71cと、シャッタ71cを外側キャップ71の外周面の円周方向に沿ってガイドするためのシャッタガイドレール71dとが設けられている。
【0048】
トナーカートリッジ46Kは、図9(a)に示すように、現像器420Kが、感光体ドラム1に対向した現像位置に臨んで停止した状態で、トナーカートリッジガイド51K内に挿入セットされ、該トナーカートリッジガイド51Kの内周部に形成されたシャッタ嵌合凹部51a(図5参照)に、トナーカートリッジ46Kの外側キャップ71に設けられたシャッタ71cが嵌合される。この状態で、トナーカートリッジ46Kが図9(b)に示す位置まで、矢印a方向に回転し、該シャッタ71cがシャッタ嵌合凹部51aに嵌合した位置に固定されたまま、シャッタガイドレール71dがs、該シャッタ71cに対して相対移動して、ストッパ51b(図5参照)に当接することにより、該外側キャップ71のトナー補給口46aが解放されてトナー補給ケース50Kのトナー受け入れ口50aに対向する。
【0049】
一方、トナーカートリッジ46Kをトナー補給装置45Kから取り外すときは、上述のセット操作と逆の操作を行って、該外側キャップ71のトナー補給口71bをシャッタ71cで閉鎖した後、トナーカートリッジガイド51K内からトナーカートリッジ46Kを引き出す。なお、このトナーカートリッジ46Kには、該外側キャップ71のトナー補給口71bがシャッタ71cで完全に閉鎖された状態でしか、トナーカートリッジガイド51Kに対するトナーカートリッジ46Kの出し入れを行えないようにするためのストッパ(図示せず)が設けられている。
【0050】
また、トナーカートリッジ46Kの回転部46Aであるスクリューボトル70の内周面には、図8及び図12に示すように、該スクリューボトル70内に収納されているトナーを、該スクリューボトル70の回転によって、上記固定部46Bのトナー補給口71bに向けて搬送するための現像剤案内部としての螺旋状の突起70bが形成されている。また、該スクリューボトル70の底部には、図10に示すカップリング81に対して係合するカップリング用突起70cが設けられている。
【0051】
上記カップリング81は、上記トナーカートリッジ46Kが、トナーカートリッジガイド51K内に挿入セットされた状態で、該スクリューボトル70の底部のカップリング用突起70cに対して、カップリング結合するように、上記リボルバ現像装置420の所定部位に、各トナーカートリッジ毎にそれぞれ配設されている。そして、カップリング81は、図10に示すように、カップリングギヤ80の支軸80aに、コイルスプリング82を介して、該支軸80aの軸方向に沿って摺動自在に、且つ、該支軸80aに対して回転的に一体に装着されている。
【0052】
このカップリングギヤ80は、図11に示すような駆動系によって駆動される。このカップリングギヤ80は、作像モータより駆動されるベルト83から現像クラッチ84、アイドルギヤ85などを介して駆動される。これにより、上記トナーカートリッジ46Kの回転容器部46Aのスクリューボトル70が、上述したように、該カップリングギヤ80のカップリング81に係合したカップリング用突起70cを介して、該リボルバ現像装置420の該当する現像器が所定の現像位置に臨んだ状態のまま、独自に回転される。
【0053】
以上のような構成のトナーカートリッジ46Kは、上述したように、現像位置に移動した際に該スクリューボトル70の底部のカップリング用突起70cとカップリング81の結合によって、該スクリューボトル70が所定の時間だけ自転する。これによって、スクリューボトル70の周壁内面に沿ってトナーカートリッジ46Kのトナー補給口71bにより、該スクリューボトル70内のトナーが該周壁内面に沿ってトナーカートリッジ46Kのトナー補給口まで移動し、トナー補給ケース50K内に送り込まれることになる。
【0054】
このとき、トナーカートリッジ46Kは上述のように、固定部46Bと回転部46Aを、パッチン止めによって係合させることにより、外側キャップ71に対して、スクリューボトル70を回転自在に構成しているので、スクリューボトル70の回転による振動が外側キャップ71に伝達されることによって、該外側キャップ71も徐々にスクリューボトル70と同一方向に回転する力がはたらく。この力によって、上記スクリューボトル70の自転に伴うトナーカートリッジ46Kの固定容器部46Bの連れ回るおそれがる。この連れ回りにより、該外側キャップ71のトナー補給口46aとトナー補給ケース50Kのトナー受け入れ口50aが位置ズレおこしてしまい、トナーが正しく供給されないといった不具合を生じる。この不具合を生じさせないために、該固定容器部46Bの装着時における回転方向(セット方向)と、該スクリューボトル70の自転時における回転方向とを同一方向に設定する必要がある。
【0055】
一方、この固定容器部46Bの装着時におけるセット方向と、リボルバ現像装置420の回転方向(公転方向)とが同一方向になると、該固定容器部46Bの装着時における回転によって、リボルバ現像装置420が上記セット方向に対して逃げる方向に回転されてしまう。よって、トナーカートリッジの装着時の操作性が悪化したり、該リボルバ現像装置420の回転によって作業者が怪我をしたりするといった不具合がある。
【0056】
以上、機械的構成の制約から、このプリンタにおいては、そのトナーカートリッジの固定容器部46Bの装着時における回動方向と、該トナーカートリッジ46Kの回転容器部46Aのスクリューボトル70の自転時の回転方向とが互いに反対方向になるように設定されている。
【0057】
この自転と公転が逆回転であるような構成において、リボルバ現像装置420が回転すると、リボルバ現像装置420の回転軸を中心に公転移動される。この公転移動は図2の矢印Bに示すように反時計方向回転し、これによって、スクリューボトル70が自転する場合とは逆に、スクリューボトル70内のトナーが該周壁内面に沿ってトナーカートリッジ46Kのトナー補給口遠ざかる方向に移動する。
【0058】
例えば、リピート枚数が少なく、スクリューボトル70の自転に比べて、リボルバ現像装置420が頻繁に公転するようなコピーモードが実行された場合には、上述したように、トナーがトナー補給口から遠ざかる方向に移動するため、トナー補給量が減少する。従って、該現像器のトナー濃度が著しく低下することになる。
【0059】
そこで、本実施形態に係るプリンタでは、リボルバ現像装置420が公転した場合でも、スクリューボトル70内のトナーが上記螺旋状突起70bによってトナー補給口に対して逆方向に搬送される搬送量が減少するように、スクリューボトル70の周壁内面に沿って所定の断面形状を有する螺旋状突起70bを設けた。
【0060】
図12は、回転軸を含む平面におけるスクリューボトル70の断面図であり、図13は、スクリューボトル70の内周壁面に設けられた螺旋状突起70bの拡大図である。図12に示すように、螺旋状突起70bの表面(内面)は、補給口側を向いた補給口側平面と該補給口側とは反対側を向いた反補給口側平面とからなる。ここで、補給口側平面としての補給口側突起面70cと、該螺旋状突起70bの頂点を通過するスクリューボトル70の回転軸に平行な仮想基準線(図13における二点鎖線)Dとが補給口側でなす角度をθ1とする。そして、上記補給口側とは反対側の反補給口側平面としての反補給口側突起面70dと上記仮想基準線Dとが補給口側とは反対側でなす角度をθ2とする。
【0061】
本実施形態では、図13に示すように、上記補給口側突起面70cの角度θ1が直角(θ1=90°)となり、上記反補給口側突起面70dの角度θ2が鋭角(θ2<90°)となるように、上記螺旋状突起70bを形成している。このように螺旋状突起70bの断面形状を形成することにより、スクリューボトル70を自転方向に一回転させたときに該補給口側突起面70cによりトナーを補給口側に案内して搬送する補給方向搬送量が、スクリューボトル70を公転方向に一回転させたときに該反補給口側突起面70dによりトナーを補給口から遠ざかる方向に案内して搬送する逆方向搬送量よりも大きくなる。更に、上記角度θ1が直角であるので、スクリューボトル70の自転の際に補給口側突起面70cにぶつかった現像剤が該突起の頂点側へ移動しにくくなり、上記補給方向搬送量が更に多くなる。
【0062】
以上、本実施形態によれば、画像形成動作の種類に応じてスクリューボトル70の自転回数と公転回数との比率が変化する場合でも各現像器への安定したトナー補給が可能となるので、画像濃度の安定を図ることができる。
また、スクリューボトル70内のトナーを補給口の方向に安定に搬送することができるので、該補給口近傍にトナー残量センサを設けたときの検知精度の向上を図ることができる。
【0063】
また、本実施形態によれば、上記逆方向搬送量が少なくなるので、上記自転の回転速度が一定であれば、その自転時間だけを制御することで安定したトナー供給を行うことができる。
【0064】
なお、上記実施形態では上記螺旋状突起70bの補給口側突起面70cがなす上記角度θ1を直角にしているが、該角度θ1は図14に示すように鈍角(θ1>90°)としてもよい。この場合は、補給口側突起面70cによりトナーを保持するように案内し、補給口側に搬送できるので、スクリューボトル70の自転の際に補給口側突起面70cにぶつかった現像剤が該突起の頂点側へますます移動しにくくなり、上記補給方向搬送量が更に多くなる。
【0065】
また、図15に示すように、上記螺旋状突起70bにおける角度θ1が角度θ2よりも大きい条件下で、両角度とも鋭角になるように構成してもよい。
補給口から遠ざかる方向へのトナーの搬送による影響を緩和することができる。よって、上記トナー補給口へトナーを安定に供給することができる。
【0066】
また、上記実施形態においては上記螺旋状突起70bの表面を構成する面が平面である場合について示したが、該突起70bの表面を曲面で構成してもよい。例えば、図16に示すように、上記螺旋状突起の頂部Aと補給口前側突起面71cの基部Bとで凹型をなす弧面と、上記螺旋状突起の頂部Aと補給口後ろ側突起面71dの基部Cとで凸型をなす弧面によって構成する。この構成によって、この螺旋状突起の補給口側突起面71c上の点における法線は、回転軸方向成分と該補給口前側突起面71cの最凹部に向かう方向へ分解される。よって、トナーは該面によって補給口側へ搬送されると同時に、補給口前側突起面71cの最凹部へも移動する。該補給口側突起面71cの凹部では、その法線方向は、すべて回転軸方向に平行な成分のみとなる。よって、該補給口前側突起面71cは、確実に搬送することができる。これに対して、反補給口側突起面71d上の点における法線は、上記頂部Aに近づくにつれて、上記補給口とは反対にトナーを搬送する成分が小さくなり、反補給口側突起面71dに沿った方向成分が大きくなっていく。よって、該面によって上記補給口とは反対側に搬送する搬送力は低下する。よって、スクリューボトルの自転方向と公転方向とが互いに逆回転となる構成であっても、上記補給口から遠ざかる方向へのトナーの搬送による影響を緩和することができる。よって、上記補給口へトナーを安定に補給することができる。
【0067】
【発明の効果】
請求項1乃至5の発明によれば、画像形成動作の種類に応じて現像剤収納容器の自転回数と公転回数との比率が変化する場合でも現像器への安定した現像剤補給が可能となるので、画像濃度の安定を図ることができる。また、補給口へ現像剤を安定に搬送することができるので、該補給口近傍における現像剤検知精度の向上を図ることができるという効果がある。
特に、請求項4の発明によれば、上記補給方向搬送量が上記逆方向搬送量よりも更に大きくなるので、現像器へのより安定した現像剤補給が可能となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るプリンタの概略構成を示す正面図。
【図2】上記プリンタのリボルバ現像装置の概略構成図。
【図3】上記プリンタのユニット支持体の斜視図。
【図4】上記ユニット支持体の正面図。
【図5】上記リボルバ現像装置における現像器のトナー補給装置の構成を説明するための構成図。
【図6】上記トナー補給装置のトナー補給スクリューの要部を示す概略平面図。
【図7】上記トナー補給装置によるトナーの流れを説明するための現像器の概略平面図。
【図8】上記リボルバ現像装置に装着するトナーカートリッジの概略構成を示す分解斜視図。
【図9】(a)、(b)は、上記トナーカートリッジが上記トナー補給装置に装着される過程を説明するための要部拡大断面図。
【図10】上記トナー補給装置に装着されたトナーカートリッジの回転容器部であるスクリューボトルを回転駆動するためのカップリングの構成を示す概略側面図。
【図11】上記スクリューボトルを回転駆動するための機構を示す概略斜視図。
【図12】上記トナーカートリッジの概略断面図。
【図13】上記トナーカートリッジの内周壁面に設けられた螺旋状突起の拡大図断面図。
【図14】変形例に係るトナーカートリッジにおける螺旋状突起の拡大図断面図。
【図15】他の変形例に係るトナーカートリッジにおける螺旋状突起の拡大図断面図。
【図16】更に他の変形例に係るトナーカートリッジにおける螺旋状突起の拡大図断面図。
【符号の説明】
1 感光体ドラム
2 帯電チャージャ
3 レーザ光学装置
5 中間転写ベルト
8、8a 給紙ローラ
9 レジストローラ
10 転写紙
11 2次転写チャージャ
12 定着装置
13 感光体クリーナ
201a トナーカートリッジ着脱用の開口
41K、41Y、41M、41C 現像ローラ
45K、45Y,45M,45C トナー補給装置
46A トナーカートリッジの回転容器部
46B トナーカートリッジの固定容器部
46K、46Y,46M,46C トナーカートリッジ
51K、51Y、51M、51C トナーカートリッジガイド
51c トナーカートリッジガイドの凹部
70 スクリューボトル
70a リング状凸部
70b 螺旋状突起
70c 補給口側突起面
70d 反補給口側突起面
71 外側キャップ
71a 係止凸部
71b トナー補給口
71c シャッタ
71d シャッタガイドレール
71e 固定容器部の螺旋状の突起
71f 検知窓
72 シール部材
73 内側キャップ
74 トナーカートリッジの操作ノブ
80 カップリングギヤ
81 カップリング
420 リボルバ現像装置
420K ブラック現像器
420C シアン現像器
420M マゼンタ現像器
420Y イエロー現像器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, and a printer, and a rotary developing device having a plurality of developing units used in the image forming apparatus.In placeIt is related.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a support that rotates about a rotation axis is provided opposite to the latent image carrier, and a plurality of developing devices disposed on the support are sequentially placed at a development position that faces the latent image carrier. A rotating type developing device has been developed in which the latent image on the latent image carrier is developed with each color developer by rotating.
[0003]
In this type of rotary developing device, a developer storage container having a developer replenishing port is connected to each developing device so as to revolve around the rotating shaft together with a plurality of developing devices. Various proposals have been made to replenish the developer inside the developer container by gravity dropping to the developer receiving port of the developer replenishing device during rotation.
[0004]
For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-38722, the developer storage container is formed in a cylindrical shape, and a spiral developer transport member (hereinafter referred to as “agitator”) is provided in the developer storage container. Have been disclosed. With this agitator, the developer in the developer storage container can be discharged from the supply port without leaving the container.
However, since the developer storage container is a consumable item, the agitator provided therein is also discarded when the developer storage container is replaced. Therefore, a developer storage container having an expensive agitator inside does not only lead to an increase in running cost per copy, but is also not preferable from the viewpoint of resource protection and global environment protection.
[0005]
Accordingly, the present applicant revolves around the rotation axis of the support of the rotary developing device and supplies the developer to the developer replenishing device corresponding to each developing device without using the agitator. A cylindrical developer container was proposed (see, for example, Japanese Patent Application No. 9-287976).
This developer storage container is characterized in that a developer guide portion comprising a protrusion extending in a spiral shape is provided on the inner surface of the peripheral wall of the developer storage container. In this developer container, when the developer moves on the inner surface of the peripheral wall of the developer container as the rotary developing device rotates, it is guided by the developer guide provided on the inner surface of the peripheral wall. Move to the supply port. Therefore, the developer in the developer storage container can be reliably conveyed to the replenishing port without providing the expensive agitator.
[0006]
However, although the developer storage container provided with the developer guide portion can sufficiently achieve the purpose of reducing the cost, the developer storage container is mounted on the support of the rotary developing device. The developer storage container itself is configured not to rotate independently (hereinafter, the rotation of the developer storage container itself is referred to as “rotation”). Therefore, in the image forming apparatus equipped with the developer storage container, the rotary developing device rotates about the rotation axis, and the developer storage container mounted on the support rotates about the rotation axis. (Hereinafter, the developer stored in the developer storage container is transferred to the developer guide portion only when the rotation of the developer storage container about the rotation axis of the support is referred to as “revolution”). And is transported from the replenishing port of the developer storage container toward the developer receiving port of the developer replenishing device.
For this reason, in this image forming apparatus, when the developer concentration in any one of the developing devices of the rotary developing device decreases, in order to optimize the developer concentration of the developing device, The rotary developing device had to be rotated. By this rotation, the developer stored in the developing container is conveyed from the replenishment port of the developer container to the developer receiving port of the developer replenishing device by the developer guide. There was a need to do. Therefore, in this configuration, in order to replenish the developer in the developer storage container into the developer unit every time the developer concentration in the developer unit to be used becomes a specified value or less during copying, a revolution is required. Therefore, there is a problem that the copying is interrupted by the revolution for replenishing the developer of the rotary developing device, and the waiting time is generated. Further, in this image forming apparatus, the developer replenishment operation from the developer storage container depends only on the revolution of the developer storage container due to the rotation of the rotary developing device. It is difficult to improve the developer supply efficiency by independently increasing the rotation speed of the developer. Therefore, it takes time to replenish the developer from the developer storage container, and there is a problem that the developer carrying capacity of the developer storage container is low.
[0007]
Accordingly, the applicant of the present invention provides a rotation drive means for rotating the developer storage container in a state where the developer storage container is mounted on the support, and the developer storage container by the rotation of the developer storage container. An image forming apparatus having a developer guide portion integrally formed with the developer storage container for transporting the developer toward the replenishing port has been proposed (see Japanese Patent Application No. 10-267486).
[0008]
In this image forming apparatus, the developer driving container is rotationally driven by the rotational driving means so as to rotate while being mounted on the support. Along with the rotation of the developer storage container, the developer in the developer storage container is guided to a developer guide unit integrally formed with the developer storage container and conveyed toward the replenishing port. Therefore, in this image forming apparatus, even if the developer concentration in the developing device used for development becomes a concentration equal to or lower than a specified value during the image forming operation, the developer is stored in the developing device. In order to replenish the developer in the container, there is no need to continuously rotate the rotary developing device and revolve the developer storage container to transport the developer. This eliminates the need for rotation only for the purpose. As a result, a waiting time for the image forming operation for replenishing the developer occurs, or it takes time for the developer to be replenished from the developer storage container, and the transport capacity during development of the developer storage container decreases. To solve the problem.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional rotary developing device that rotates the developer storage container, due to various mechanical structural constraints, the revolution direction of the developer storage container due to the rotation of the rotary development device and the developer storage container In some cases, the rotation directions are opposite to each other.
[0010]
For example, as a developer storage container in a rotary developing device in which each developing device is configured to be detachable from a support in order to easily perform maintenance work, developer replacement work, etc., set rotation with respect to the support Divided into two parts: a fixed container part that is rotated and mounted in a direction; and a rotary container part that is rotatably engaged with the fixed container part and is rotationally driven by the container rotation driving means. There are things.
When the rotating container part of the developer container is rotated, the developer container part fixed to the rotating container part rotates. At this time, if the set rotation direction is opposite to the rotation direction, the developer storage container opposite to the set rotation direction is detached from the support by the rotation of the developer storage container portion. There is a possibility that the fixed container portion is rotated in the direction of rotation (hereinafter referred to as “reset rotation”). When the rotation of the fixed container portion occurs, the positional relationship between the replenishing port of the developer storage container and the developer receiving port of the developer replenishing device is shifted, and the developer smoothly flows from the developer storage container. There is a problem that it is not supplied. In order to avoid this problem, there arises a restriction that it is necessary to set the set rotation direction and the rotation direction at the time of rotation of the rotating container portion in the same direction.
On the other hand, if one of the developing devices is removed from the support, the weight balance of the support with respect to the rotation axis of the support is lost, so the support revolves around the developer storage container. There is a risk of rotating in a direction opposite to the rotational direction of the hour. If the support rotates in the reverse direction, the toner scattering prevention seal member provided in each developing device is turned over, or a hand is caught between the support and the latent image carrier (photoconductor). It causes problems such as being injured. In order to prevent the occurrence of such a problem, it is necessary to regulate the rotation direction of the support so that the support rotates only in the revolution direction of the developer container.
When determining the revolving direction, if the same direction as the set rotation direction of the fixed container portion of the developer container is set, the support body also rotates so as to escape in the mounting direction when the fixed container portion is mounted on the support body. As a result, it becomes difficult to mount the developer container. Therefore, the operability when the developer container is attached to the support may be deteriorated. Accordingly, there is a restriction that it is necessary to set the revolution direction of the support and the mounting direction (set rotation direction) of the fixed container portion of the developer storage container in the opposite directions.
Due to the above-described mechanical configuration restrictions, the set rotation direction of the fixed container portion of the developer storage container and the rotation direction of the rotation container portion of the developer storage container are set in the same direction, and the fixed container portion The set rotation direction and the revolution direction of the support are set in opposite directions. That is, the rotation direction of the rotating container portion of the developer storage container and the rotation direction of the support (revolution direction of the rotating container portion) are set in opposite directions.
[0011]
When the rotation and revolution of the developer container are opposite to each other, the developer container is guided by the developer guide by the rotation of the developer container and the developer in the container is transported in a direction approaching the replenishing port. In spite of this, the developer is transported in a direction away from the replenishing port due to the revolution of the developer storage container, causing a problem that the supply of the developer to the developing device becomes unstable. In particular, this problem is likely to occur when the ratio of the number of rotations due to rotation of the developer container itself and the number of revolutions of the container due to rotation of the rotary developing device differs depending on the image forming operation mode. Insufficient developer replenishment to the developing device causes a problem such as a decrease in density of the developed image.
[0012]
Further, a developer detection sensor that detects the presence or absence of the developer in the container may be provided in the vicinity of the replenishing port of the developer storage container. However, if the developer in the container is transported in a direction away from the replenishing port due to the revolution of the developer storage container, the developer detection sensor is used regardless of the presence of the developer in the container. An erroneous detection result indicating that the developer has run out is output, causing a problem that the developer detection accuracy of the developer detection sensor is lowered.
[0013]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to rotate and revolve the rotating container portion in the opposite directions when mounted on the rotary developing device. Is a developer storage container that has a developer guide portion that guides and conveys the developer to the replenishing port side, and the ratio of the number of rotations and revolutions of the developer storage container changes according to the type of image forming operation. Even when the developer is stored, the developer container can be stably replenished, and the developer storage capacity can be improved to stabilize the image density and improve the developer detection accuracy.VesselIt is to provide a rotary developing device and an image forming apparatus used.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention of claim 1A support that is rotatable about a rotation axis, a plurality of developing units disposed on the support, a support rotation driving unit that rotates the support, and the plurality of developing units individually A plurality of detachable developer storage containers that store a developer to be replenished and are disposed at a revolving position that revolves around the rotation axis of the support, and a developer that corresponds to the developer that has moved to a predetermined development position In the rotary developing device including a container rotation driving unit that rotates the rotating container portion of the agent storage container in a direction opposite to the revolution direction, the plurality of developer storage containers include:A rotating container portion that can be rotationally driven so as to rotate while being mounted at a revolution position in the developing device, and a replenishing port for supplying developer to the developing device on one end side in the rotation axis direction of the rotating container portion A developer storage container integrally formed with the rotating container portion, the developer guiding portion for guiding and conveying the developer in the rotating container portion to the replenishing port side by rotation of the rotating container portion. Thus, the replenishment direction transport amount for transporting the developer in the rotating container portion in a direction approaching the replenishing port by one rotation of the rotating container portion is one revolution of the rotation in the direction opposite to the rotation of the rotating container portion. The developer guide portion is formed so as to be larger than the reverse transport amount in which the developer in the rotating container portion is transported away from the replenishing port.Is a thingIt is characterized by this.
In this rotary type developing device, the reverse transport amount for transporting the developer in the rotating container portion in a direction away from the replenishing port by one revolution of the rotation in the direction opposite to the rotation of the rotating container portion is It is smaller than the replenishment direction transport amount for transporting the developer in the rotating container portion in a direction approaching the replenishing port by one rotation of the rotation. Thereby, the influence of the developer conveyance in the reverse direction due to the revolution of the rotating container portion with respect to the developer conveyance to the replenishing port due to the rotation of the rotating container portion can be reduced. Therefore, even when the ratio between the number of rotations and the number of revolutions of the developer container changes according to the type of image forming operation, the developer can be stably supplied to the developer.
According to a second aspect of the present invention, in the rotary type developing apparatus according to the first aspect, the developer guide portion is a spiral protrusion formed on the inner peripheral wall surface of the rotary container portion. Is formed such that the replenishment direction conveyance amount is larger than the reverse direction conveyance amount.
In this rotating type developing device, when the rotating container part rotates, the developer in the rotating container part is conveyed in a direction toward the replenishing port by a spiral protrusion formed on the inner peripheral wall surface of the rotating container part. The On the other hand, when the rotating container part revolves in the direction opposite to the rotation, the developer in the rotating container part is conveyed in the direction opposite to the supply port by the spiral protrusion.
Here, since the reverse conveyance amount conveyed by the protrusion by one revolution of the revolution is smaller than the replenishment direction conveyance amount conveyed by the protrusion by one rotation of the rotating container portion, the rotation The influence of the developer conveyance in the reverse direction due to the revolution of the rotating container portion on the developer conveyance to the replenishing port due to the rotation of the container portion can be reduced.
According to a third aspect of the present invention, the surface of the spiral protrusion comprises a supply port side plane facing the supply port side and an anti-replenishment port side plane facing the opposite side of the supply port side. In the rotary type developing device of the present invention, a virtual reference line passing through the top of the protrusion and parallel to the rotation axis in a cross section including the rotation axis of the rotating container portion and a plane on the supply port side of the protrusion are the supply port The supply port side angle formed on the side is formed such that the virtual reference line and the plane opposite to the supply port side of the projection are larger than the counter supply port side angle formed on the side opposite to the supply port side. It is characterized by that.
In this rotary developing device, the surface of the spiral protrusion formed on the inner peripheral wall surface of the rotating container portion is constituted by the supply port side plane and the anti-replenishment port side plane. When the rotating container portion rotates, the supply port side plane of the spiral protrusion guides and conveys the developer present in the lower portion of the rotating container portion in the vertical direction in the direction of the supplying port. On the other hand, when the rotating container part revolves in the direction opposite to the rotation, the anti-replenishment port side plane of the spiral protrusion guides and conveys the developer in the direction opposite to the supply port.
Here, in the cross section including the rotation axis of the rotating container part, the angle between the supply port side plane and the virtual reference line parallel to the rotation axis passing through the apex of the protrusion is on the side facing the supply port. The anti-replenishment in which the corner of the supply port is opposite to the supply port among the angles formed between the anti-supply port side plane and the virtual reference line It is larger than the mouth corner. Therefore, the force acting to convey the developer in the direction of the replenishing port by the replenishing port side plane by the rotation causes the developer to be conveyed in the direction opposite to the replenishing port by the revolving port side plane by the revolution. The reverse acting amount is smaller than the replenishing direction carrying amount.
According to a fourth aspect of the present invention, in the rotary developing device according to the third aspect, the supply port side angle is a right angle or an obtuse angle.
In this rotary type developing device, since the replenishing port side angle is greater than a right angle or an obtuse angle, a recess is formed by the replenishing port side plane of the projection, and the recess is guided to the replenishing port side to hold the developer. Transport. Therefore, the replenishment direction conveyance amount becomes larger than the reverse direction conveyance amount.
The invention of
In this image forming apparatus, since the rotating type developing device of
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a color electrophotographic printer (hereinafter referred to as a printer) as an image forming apparatus will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a printer according to the present embodiment. The photosensitive drum 1 as an image carrier is uniformly charged by a charging charger 2 as a uniform charging unit while being rotated in the direction of arrow A, and then scanned and exposed by a laser
[0027]
Each color image formed on the photosensitive drum 1 is yellow, magenta, cyan, and black on an
[0028]
The toner on the photoconductive drum 1 that has not been transferred onto the
[0029]
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the
[0030]
Here, since the internal structures of the four developing
[0031]
The developing
[0032]
The
[0033]
Of the developer in the developing
[0034]
The
[0035]
The
[0036]
Next, the configuration of a toner replenishing device that replenishes toner to each developing device will be described.
Since the configurations of the
[0037]
As shown in FIG. 5, the
[0038]
As the
[0039]
The configuration of the toner cartridge and the toner replenishing method from the
[0040]
The toner fed into the
[0041]
As shown in FIG. 7, the toner replenished to the toner replenishment position E on the near side of the
[0042]
The toner dispersed in the developer and stirred and conveyed to the rear side of the developing casing 47K is transferred to the first stirring
[0043]
In this manner, a part of the developer circulated and conveyed in the developing casing 47K is pumped by the developing
[0044]
Next, the configuration of the toner cartridge in the printer of this embodiment will be described.
Since each
[0045]
As shown in FIGS. 8 and 12, the
As shown in FIG. 12, the
[0046]
In this way, by engaging the fixed container portion 46B and the
Further, when the fixed container portion 46B and the
[0047]
Further, the toner supplied from the
[0048]
As shown in FIG. 9A, the
[0049]
On the other hand, when removing the
[0050]
Further, on the inner peripheral surface of the
[0051]
The
[0052]
The
[0053]
As described above, when the
[0054]
At this time, as described above, the
[0055]
On the other hand, when the setting direction when the fixed container portion 46B is mounted and the rotation direction (revolution direction) of the
[0056]
As described above, due to the limitations of the mechanical configuration, in this printer, the rotation direction when the fixed container portion 46B of the toner cartridge is mounted and the rotation direction when the
[0057]
In the configuration in which the rotation and revolution are reverse rotations, when the
[0058]
For example, when a copy mode is executed in which the number of repeats is small and the
[0059]
Therefore, in the printer according to the present embodiment, even when the
[0060]
FIG. 12 is a cross-sectional view of the
[0061]
In this embodiment, as shown in FIG. 13, the angle θ1 of the replenishing port
[0062]
As described above, according to this embodiment, even when the ratio between the number of rotations and the number of revolutions of the
Further, since the toner in the
[0063]
Further, according to the present embodiment, since the reverse conveyance amount is reduced, if the rotation speed of the rotation is constant, stable toner supply can be performed by controlling only the rotation time.
[0064]
In the embodiment described above, the angle θ1 formed by the supply port
[0065]
Further, as shown in FIG. 15, both angles may be configured to be acute angles under the condition that the angle θ <b> 1 in the spiral protrusion 70 b is larger than the angle θ <b> 2.
It is possible to reduce the influence of toner conveyance in the direction away from the supply port. Therefore, the toner can be stably supplied to the toner supply port.
[0066]
Moreover, although the case where the surface which comprises the surface of the said helical protrusion 70b was a plane was shown in the said embodiment, you may comprise the surface of this protrusion 70b with a curved surface. For example, as shown in FIG. 16, a concave arc surface is formed by the top A of the spiral projection and the base B of the supply port
[0067]
【The invention's effect】
Claims 1 to5According to this invention, even when the ratio of the number of rotations and revolutions of the developer container changes according to the type of image forming operation, the developer can be stably supplied to the developing device. Stability can be achieved. Further, since the developer can be stably conveyed to the replenishing port, there is an effect that the developer detection accuracy in the vicinity of the replenishing port can be improved.
In particular, according to the fourth aspect of the present invention, since the replenishment direction transport amount is further larger than the reverse direction transport amount, the developer can be more stably supplied to the developing device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view illustrating a schematic configuration of a printer according to an embodiment of the invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a revolver developing device of the printer.
FIG. 3 is a perspective view of a unit support of the printer.
FIG. 4 is a front view of the unit support.
FIG. 5 is a configuration diagram for explaining a configuration of a toner replenishing device of a developing device in the revolver developing device.
FIG. 6 is a schematic plan view showing a main part of a toner supply screw of the toner supply device.
FIG. 7 is a schematic plan view of a developing device for explaining a toner flow by the toner replenishing device.
FIG. 8 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of a toner cartridge mounted on the revolver developing device.
FIGS. 9A and 9B are enlarged cross-sectional views of main parts for explaining a process in which the toner cartridge is mounted on the toner replenishing device. FIGS.
FIG. 10 is a schematic side view showing a configuration of a coupling for rotationally driving a screw bottle which is a rotating container portion of a toner cartridge mounted on the toner replenishing device.
FIG. 11 is a schematic perspective view showing a mechanism for rotationally driving the screw bottle.
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of the toner cartridge.
FIG. 13 is an enlarged cross-sectional view of a spiral protrusion provided on the inner peripheral wall surface of the toner cartridge.
FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view of a spiral protrusion in a toner cartridge according to a modified example.
FIG. 15 is an enlarged cross-sectional view of a spiral protrusion in a toner cartridge according to another modification.
FIG. 16 is an enlarged cross-sectional view of a spiral protrusion in a toner cartridge according to still another modification.
[Explanation of symbols]
1 Photosensitive drum
2 Charger charger
3 Laser optics
5 Intermediate transfer belt
8, 8a Paper feed roller
9 Registration roller
10 Transfer paper
11 Secondary transfer charger
12 Fixing device
13 Photoconductor cleaner
201a Opening / detaching toner cartridge
41K, 41Y, 41M, 41C Developing roller
45K, 45Y, 45M, 45C Toner supply device
46A Rotating container part of toner cartridge
46B Toner cartridge fixed container
46K, 46Y, 46M, 46C toner cartridge
51K, 51Y, 51M, 51C Toner Cartridge Guide
51c Concave part of toner cartridge guide
70 Screw bottle
70a Ring-shaped convex part
70b Spiral protrusion
70c Replenishment port side projection surface
70d Anti-replenishment port side projection surface
71 outer cap
71a Locking convex part
71b Toner supply port
71c shutter
71d Shutter guide rail
71e Helical projection of fixed container
71f Detection window
72 Sealing member
73 Inner cap
74 Toner cartridge operation knob
80 Coupling gear
81 coupling
420 Revolver developing device
420K black developer
420C cyan developer
420M Magenta developer
420Y Yellow developer
Claims (5)
該複数の現像剤収納容器は、現像装置における公転位置に取り付けられた状態で自転するように回転駆動可能な回転容器部と、該回転容器部の回転軸方向の一端部側に該現像装置へ現像剤を補給するための補給口とを有し、該回転容器部の自転により該回転容器部内の現像剤を該補給口側に案内して搬送する現像剤案内部を、該回転容器部に一体形成した現像剤収納容器であって、該回転容器部の自転の一回転により該回転容器部内の現像剤を該補給口に近づく向きへ搬送する補給方向搬送量が、該回転容器部の自転とは逆方向の公転の一回転により該回転容器部内の現像剤を該補給口から遠ざかる向きへ搬送する逆方向搬送量よりも大きくなるように、該現像剤案内部を形成したものであることを特徴とする回転型現像装置。 A support that is rotatable about a rotation axis, a plurality of developing units disposed on the support, a support rotation driving unit that rotates the support, and the plurality of developing units individually A plurality of detachable developer storage containers that store a developer to be replenished and are disposed at a revolving position that revolves around the rotation axis of the support, and a developer that corresponds to the developer that has moved to a predetermined development position In a rotary developing device comprising a container rotation driving means for rotating the rotating container portion of the agent storage container in a direction opposite to the revolution direction,
The plurality of developer storage containers are connected to the developing device on one end side in the rotation axis direction of the rotating container portion and a rotating container portion that can be rotationally driven so as to rotate while being attached to a revolving position in the developing device. A developer inlet for replenishing the developer, and a developer guide that guides and conveys the developer in the rotating container to the replenishing opening by the rotation of the rotating container. A developer storage container integrally formed, and the replenishment direction transport amount for transporting the developer in the rotating container portion in a direction approaching the replenishing port by one rotation of the rotating container portion is the rotation of the rotating container portion. it is as the one rotation of the reverse revolution is larger than the reverse conveyance amount for conveying the developer in the rotary vessel portion to the direction away from said supply port, and forming a developer guiding unit and A rotary developing device characterized by the above.
該螺旋状の突起の表面を、上記補給方向搬送量が上記逆方向搬送量よりも大きくなるように形成したことを特徴とする回転型現像装置。2. The rotary developing device according to claim 1, wherein the developer guide portion is a spiral protrusion formed on an inner peripheral wall surface of the rotary container portion.
A rotary developing device, wherein the surface of the spiral protrusion is formed such that the replenishment direction conveyance amount is larger than the reverse direction conveyance amount.
上記回転容器部の回転軸を含む断面において該突起の頂点を通過し該回転軸に平行な仮想基準線と該突起の補給口側の平面とが該補給口側でなす補給口側角が、該仮想基準線と該突起の補給口側とは反対側の平面とが該補給口側とは反対側でなす反補給口側角より、大きくなるように形成したことを特徴とする回転型現像装置。3. The rotary developing device according to claim 2, wherein the surface of the spiral projection is composed of a supply port side plane facing the supply port side and an anti-replenishment port side plane facing the supply port side. And
A supply port side angle formed by a virtual reference line passing through the top of the protrusion and parallel to the rotation axis in the cross section including the rotation axis of the rotating container portion and a plane on the supply port side of the protrusion on the supply port side, Rotational development characterized in that the imaginary reference line and the plane opposite to the supply port side of the projection are formed to be larger than the counter supply port side angle formed on the side opposite to the supply port side. Equipment .
上記補給口側角が直角又は鈍角であることを特徴とする回転型現像装置。The rotary developing device according to claim 3,
A rotary type developing device, wherein the supply port side angle is a right angle or an obtuse angle.
該像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体上の潜像を現像して顕像を形成する現像手段と、該像担持体上の顕像を転写対象物に転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、
該現像手段として、請求項1、2、3又は4の回転型現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。 An image carrier;
Latent image forming means for forming a latent image on the image carrier, developing means for developing the latent image on the image carrier to form a visible image, and a visible image on the image carrier to be transferred In an image forming apparatus provided with a transfer means for transferring to
An image forming apparatus using the rotary developing device according to claim 1, 2, 3 or 4 as the developing means.
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