JP5009660B2 - Developing device and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真方式を採用する複写機・プリンタ・ファクシミリ及びこれらを機能的に備えた複合機等の画像形成装置に設けられる現像装置及びその現像装置を備えた画像形成装置に関する。
BACKGROUND OF THE
従来から、トナーコンテナ内に収容された補給用トナーは、現像装置を介して感光体ドラムへと供給するものが一般的に採用されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as the replenishing toner accommodated in the toner container, one that is supplied to the photosensitive drum via the developing device is generally employed (see, for example, Patent Document 1).
図7乃至図9は、このような従来の現像装置の一例を示し、図7は従来の現像装置を備えた画像形成部の説明図、図8は従来の現像装置の平面図、図9は従来の現像装置の断面図である。 7 to 9 show an example of such a conventional developing device, FIG. 7 is an explanatory view of an image forming unit provided with the conventional developing device, FIG. 8 is a plan view of the conventional developing device, and FIG. It is sectional drawing of the conventional image development apparatus.
図において、61は像担持体としての感光体ドラムである。この感光体ドラム61は、その表面がコロナ放電器62の作用によって正極性に一様に帯電された後、形成すべき画像に対応して露光装置63から感光体ドラム61に照射されたレーザー光によって電荷が選択的に消失されることで、静電潜像が形成される。
In the figure,
さらに、感光体ドラム61は、現像装置64から供給されたトナーによって静電潜像をトナー像として可視化した後、そのトナー像を転写紙(図示せず)に転写する。
Further, the
現像装置64には、トナーコンテナ65の第1トナー補給部66と第2トナー補給部67から補給用トナーが補給される。
The developing
第1トナー補給部66は第2トナー補給部67よりも上方に配置されており、第1トナー補給部66の下方には現像装置64の第1補給口68を介して第1スパイラル69が、第2トナー補給部67の下方には第2補給口70を介して第2スパイラル71が、それぞれ設けられている。
The first
第1スパイラル69と第2スパイラル71とは、その軸方向に沿ってトナーコンテナ65からの補給トナーを搬送することで現像装置64の内部でトナーを循環(往復)させつつ攪拌する。また、そのトナーは、感光体ドラム61に隣接する現像ローラ72によって凝集しないよう適度に攪拌されつつ感光体ドラム61に供給される。
The
尚、第1補給口68と第2補給口70とは、トナーセンサ73からのトナー検知濃度に応じて制御回路(図示せず)に制御されるシャッタ74,75によって開閉される。
The
現像ローラ72は、回転スリーブ76に複数個のマグネットS1,S2,N1,N2が配置されており、このマグネットS1,S2,N1,N2の磁気拘束力によって回転スリーブ76上のトナーを付着・搬送する。また、回転スリーブ76によって搬送されるトナーの層厚は、回転スリーブ76と一定のギャップをおいて対面する磁性ブレード77によって規制されると共にトナーを摩擦によって帯電している。
In the developing
トナーコンテナ65から現像装置64に補給用トナーを補給する場合には、トナーコンテナ65並びに各トナー補給部66,67に設けられたトナー補給ローラ(図示せず)を現像装置64の各駆動系の回転と同期して回転させ、常時一定量の補給用トナーをトナーコンテナ65から現像装置64へと補給して現像装置64内の第1スパイラル69及び第2スパイラル71の形状で過補給又は補給不足を防止している。
ところが、上記の如く構成された現像装置64にあっては、トナーコンテナ65からの補給用トナーの補給量を、高い印字率で画像形成処理を連続して行ったとしても現像装置64内のトナー量が過少となることなく安定したトナー量を維持できるような設定とした場合、低い印字率での画像形成処理を連続して行った際には、現像装置64内のトナー消費量が少ないにも拘らずトナーコンテナ65から実際の印字率よりも高印字率に準じた画像形成処理時と同量のトナーが補給されてしまい、現像装置64内のトナー量は通常より過多状態となってしまうという問題が生じていた。
However, in the developing
また、これとは反対に、トナーコンテナ65からの補給用トナーの補給量を、低い印字率で画像形成処理を連続して行ったとしても現像装置64内のトナー量が過多となることなく安定したトナー量を維持できるような設定とした場合、高い印字率での画像形成処理を連続して行った際には、現像装置64内のトナー消費量が多いにも拘らずトナーコンテナ65から実際の印字率よりも低印字率に準じた画像形成処理時と同量のトナーしか補給されず、現像装置64内のトナー量は通常より過少状態となってしまうという問題が生じていた。
On the contrary, even if the replenishment amount of the replenishment toner from the
この結果、トナー量が過多状態となった場合には現像装置64内での循環時のトナー負荷に伴う劣化によって濃度低下が発生したり、トナー量が過少状態となった場合には回転スリーブ76へのトナー供給不足に伴う画像かすれが発生する等のように、画像不具合が発生する場合がある。
As a result, when the toner amount becomes excessive, the density is lowered due to deterioration caused by the toner load during circulation in the developing
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、印字率に応じて現像装置内のトナー量調整及び帯電の均一性を図ることにより、トナー過多やトナー過少による画像不具合の発生を抑制し得て、長寿命化を実現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。 Therefore, in consideration of the above circumstances, the present invention can suppress the occurrence of image defects due to excessive toner and insufficient toner by adjusting the toner amount in the developing device and uniformity of charging in accordance with the printing rate. An object of the present invention is to provide a developing device capable of realizing a long life.
本発明の現像装置は、トナーコンテナに収納された補給用トナーを攪拌しつつ感光体へと供給する現像装置において、前記トナーコンテナから補給用トナーが供給されるトナー補給口の開口面積を印字率に応じて可変するシャッタを備えていることを特徴とする。 In the developing device of the present invention, the replenishment toner contained in the toner container is agitated and supplied to the photoconductor, and the opening area of the toner replenishing port to which the replenishment toner is supplied from the toner container is defined as a printing rate. It is characterized by having a shutter that can be changed according to the above.
この際、前記トナー補給口は開口面積が大小異なる2つのトナー補給口を備え、前記シャッタは印字率に応じて前記大小異なる2つのトナー補給口の一方を開放し且つ他方を閉成するのが好ましく、前記シャッタは、印字率が小さい場合には前記トナー補給口の開口面積が小さい方を開放し且つ前記トナー補給口の開口面積が大きい方を閉成し、印字率が大きい場合には前記トナー補給口の開口面積が大きい方を開放し且つ前記トナー補給口の開口面積が小さい方を閉成することが好ましい。 At this time, the toner replenishing port includes two toner replenishing ports having different opening areas, and the shutter opens one of the two different toner replenishing ports according to the printing rate and closes the other. Preferably, when the printing rate is small, the shutter opens the smaller opening area of the toner supply port and closes the larger opening area of the toner supply port, and when the printing rate is high, the shutter It is preferable to open the larger opening area of the toner supply port and close the smaller opening area of the toner supply port.
また、前記トナー補給口は開口面積を大きく設定した一つのトナー補給口を備え、前記シャッタは印字率に応じて前記トナー補給口の実際の開口面積を調整することが好ましく、前記シャッタは、印字率が小さい場合には前記トナー補給口の開口面積を小さくし、印字率が大きい場合には前記トナー補給口の開口面積を大きくすることが好ましい。 Preferably, the toner replenishing port has one toner replenishing port having a large opening area, and the shutter preferably adjusts an actual opening area of the toner replenishing port according to a printing rate. When the rate is small, it is preferable to reduce the opening area of the toner supply port, and when the printing rate is high, it is preferable to increase the opening area of the toner supply port.
さらに、前記トナー補給口は、トナー攪拌経路の始端部寄りの開口面積が大きいのが望ましい。 Further, it is desirable that the toner replenishing port has a large opening area near the starting end of the toner stirring path.
さらに、本発明は上記した何れかの構成からなる現像装置を採用した画像形成装置とすることができる。 Furthermore, the present invention can be an image forming apparatus employing a developing device having any one of the above-described configurations.
本発明の現像装置は、印字率に応じて現像装置内のトナー量調整及び帯電の均一性を図ることにより、トナー過多やトナー過少による画像不具合の発生を抑制し得て、長寿命化を実現することができる。 The developing device of the present invention can suppress the occurrence of image defects due to excessive toner and insufficient toner by adjusting the toner amount in the developing device according to the printing rate and uniformity of charging, and realizing a long life. can do.
次に、本発明の一実施形態に係る現像装置を画像形成装置としての複合機に適用し、図面を参照して説明する。 Next, a developing device according to an embodiment of the present invention is applied to a multifunction machine as an image forming apparatus and will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施形態に係る画像形成装置としての複合機の説明図、図2は本発明の一実施形態に係る現像装置における開口面積が小さいトナー補給口を開放した状態の平面図、図3は本発明の一実施形態に係る現像装置における開口面積が大きいトナー補給口を開放した状態の平面図、図4は本発明の一実施形態に係る現像装置の断面図である。 FIG. 1 is an explanatory diagram of a multifunction peripheral as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view of a developing device according to an embodiment of the present invention with a toner supply port having a small opening area opened. FIG. 3 is a plan view of a developing device according to an embodiment of the present invention in a state where a toner replenishing port having a large opening area is opened, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the developing device according to an embodiment of the present invention.
(複合機の全体構成)
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としての複合機1は、装置本体2の前面から引き出し可能な複数段の転写紙収納装置3,4,5と、この転写紙収納装置3,4,5とは別の転写紙の利用を可能とするために装置本体2の一方の側面に開閉可能に設けられた手差トレイ6と、複写機・ファクシミリ・スキャナの各種機能として原稿を読み取る際に使用する自動原稿送り装置(ADF)7と、表示画面8を有すると共に各種機能等の設定・選択操作を行う操作部9とを備えている。
(Overall configuration of MFP)
As shown in FIG. 1, a
尚、この複合機1の形状や構成・機能等は図示例のものに限定されるものではない。また、例えば、ソーター等のオプション機器等の設置を妨げるものではない。
Note that the shape, configuration, function, and the like of the
(複合機の内部構成)
また、装置本体2は、その内部に、転写紙収納装置3,4,5又は手差しトレイ6に収納された転写紙(図示せず)を取り出して装置本体2の他方の側面に配置された排紙トレイ10に向けて搬送する搬送経路11と、搬送経路11の転写紙搬送方向上流側に配置されて転写紙を検出するレジストセンサ12と、レジストセンサ12よりも搬送経路11の転写紙搬送方向下流側に配置されたレジストローラ対13と、レジストセンサ12よりも搬送経路11の転写紙搬送方向下流側に配置された画像形成部14と、画像形成部14によって転写紙の表面に転写されたトナー像を転写紙の表面に定着させる定着部15と、定着部15よりも搬送経路11の転写紙搬送方向下流側に配置された分岐路16と、分岐路16に導かれた転写紙をスイッチバック経路17を経由して表裏反転した状態でレジストセンサ12よりも転写紙搬送方向上流側の搬送経路11に戻す反転経路18と、ADF7にセットされた原稿が複数である場合に片面印刷処理後の転写紙の排出面を原稿順序に合わせた状態で排紙トレイ10に排出する反転排出路19とを備えている。
(Internal structure of MFP)
Further, the apparatus
レジストセンサ12は、転写紙を検出することにより転写紙の先端位置と感光体ドラム20の表面に形成されたトナー像位置との同期を計るもので、このレジストセンサ12が転写紙の先端を検出してから所定時間経過後にレジストローラ対13の回転駆動を開始させ、レジストセンサ12が転写紙の後端を検出してから所定時間経過後にレジストローラ対13の回転駆動を停止する。
The
レジストローラ対13は、モータ等の駆動源(図示せず)に連繋されている。そして、このレジストローラ対13は、静止状態において、転写紙の先端がニップされたときに瞬間的に転写紙の搬送を停止し、転写紙に撓みを作ることで転写紙の斜め送りを矯正する。
The
画像形成部14は、感光体ドラム20、感光体ドラム20の周囲に配置された帯電デバイス21、露光デバイス22、現像デバイス(現像装置)23、転写デバイス24、クリーニングデバイス25、除電デバイス26等を備えている。
The
これにより、画像形成部14は、感光体ドラム20が図示しない駆動手段によって所定のプロセススピード(周速度)で回転駆動され、その表面が帯電デバイス21によって所定の極性・電位に均一に帯電される。
As a result, in the
帯電後の感光体ドラム20は、その表面に露光デバイス22によって静電潜像が形成される。ここで、露光デバイス22は、例えば、複写機機能によりADF7を利用してスキャナー部で読み取った印刷データ、ファクシミリ機能により電話回線を通じて受信した印刷データ、プリンタ機能によりネットワーク等の通信回線によって接続されたパーソナルコンピュータ等から出力された印刷データ、等に基づいて感光体ドラム20の表面にレーザー光を照射し、感光体ドラム20の表面のレーザー光照射部分の電荷を除去して画像情報に応じた静電潜像を形成する。
そして、感光体ドラム20の表面に形成された静電潜像は、現像デバイス23によって電荷を有するトナーが静電的に付着されてトナー像として現像される。さらに、そのトナー像は、転写デバイス24によって転写紙に転写像として転写される。
An electrostatic latent image is formed on the surface of the charged
The electrostatic latent image formed on the surface of the
この際、転写紙にトナー像を転写した感光体ドラム20は、クリーニングデバイス25によって残留トナー等が除去されると共に次の画像形成時の帯電のために除電デバイス26によって除電される。
At this time, the
(現像デバイス23の構成)
現像デバイス23は、複合機本体2に対して着脱(交換)可能なトナーコンテナ27に収納された補給用トナーを攪拌しつつ感光体ドラム20に供給するもので、図2及び図4に示すように、トナーコンテナ27から補給用トナーが供給される開口面積の異なる大小2つのトナー補給口28,29を形成した蓋体30と、蓋体30に覆われるスパイラル容器31と、トナー補給口28,29の下方に位置するようにスパイラル容器31に回転可能に保持された第1スパイラル32と、スパイラル容器31に形成された隔壁33を第1スパイラル32とで挟むように第1スパイラル32に隣接してスパイラル容器31に回転可能に保持された第2スパイラル34と、第2スパイラル34に隣接するようにスパイラル容器31に回転可能に保持された現像ローラ35とを備えている。
(Configuration of developing device 23)
The developing
トナー補給口28,29は、本実施の形態においては、例えば、画像形成処理のための画像データに基づいて図示しない制御回路によって算出された印字率に基づき、その印字率が低い場合(例えば、印字率1%未満)にトナーコンテナ27から補給用トナーが補給されるように開口面積が設定された小開口面積なトナー補給口28と、その印字率が高い場合(例えば、印字率1%以上)にトナーコンテナ27から補給用トナーが補給されるように開口面積が設定された大開口面積なトナー補給口29とされている。また、各トナー補給口28,29は、一つのシャッタ37によって開閉される。
In the present embodiment, the
シャッタ37は、伸縮可能(図2の矢印A参照)なソレノイド等のシャッタ駆動部材38とアーム39を介して接続されており、画像形成処理の印字率が低い場合には、図2に示すように、シャッタ駆動部材38の収縮によりトナー補給口28を開放すると共にトナー補給口29を閉成し、画像形成処理の印字率が高い場合には、図3に示すように、シャッタ駆動部材38の伸張によりトナー補給口29を開放すると共にトナー補給口28を閉成する。尚、本実施の形態においては、開口面積の大きいトナー補給口29は、8mm×2mm程度とされ、開口面積の小さいトナー補給口28はトナー補給口29の1/3程度(例えば、2.5mm〜3.0mm×2mm)とされている。
The
スパイラル容器31の内部に形成された隔壁33の両端は各スパイラル32,34と連通しており、トナー補給穴28,29の下方に設けられた第1スパイラル32により現像デバイス23の一方側へ向けて(図2の矢印B参照)トナーを攪拌搬送(往路)した後に、この一方側の隙間から折り返されて第2スパイラル34により現像デバイス23の他方側へと向けて(図2の矢印C参照)トナーを攪拌搬送(復路)してこの他方側の隙間で再び折り返される循環経路が構成されている。
Both ends of the
また、本実施形態においては、第1スパイラル32は、図4において反時計回り方向に回転することによりトナーを軸線方向に沿って供給するために右回り螺旋が形成されている。また、第2スパイラル34は、同じく図示反時計回り方向に回転することによりトナーを軸線方向に沿って供給するために左回り螺旋が形成されている。
Further, in the present embodiment, the
したがって、第1スパイラル32が反時計回り方向に回転するとトナーが図4の紙面奥行き方向に搬送されるのに対し、第2スパイラル34が反時計回り方向に回転するとトナーが紙面手前方向に搬送されることになる。これにより、トナーは現像デバイス23の内部を回りこむようにして隔壁33の両端の隙間を通って循環搬送され、第2スパイラル34で搬送されているトナーが現像ローラ35へと供給される。
Therefore, when the
これにより、開口面積の小さいトナー補給口28は循環経路が短い蓋体30の中央寄りに、開口面積の大きいトナー補給口29は循環経路が長い蓋体30の端部寄りに、それぞれ形成することによって第2スパイラル34から現像ローラ35を経由して感光体ドラム20に至るトナー到達経路長をトナー補給量に応じて確保することで撹拌によるトナーの帯電が均一化され、帯電不足によるカブリ発生を抑制することができる。尚、各スパイラル32,34は、その回転方向を上記と逆とすることによりトナーの循環方向を逆とすることができる。
Thus, the
現像ローラ35は、その周面が感光体ドラム20の周面と対向するように配置されている。従って、現像ローラ35に搬送されつつあるトナーは、現像ローラ35を介して感光体ドラム20の周面に供給され、これによって感光体ドラム20の周面にトナー像が形成されることになる。この際、現像ローラ35は、感光体ドラム20にトナーを凝集しないよう適度に攪拌しつつ供給するもので、複数個のマグネットS1,S2,N1,N2を配置した回転スリーブ36を備え、このマグネットS1,S2,N1,N2の磁気拘束力によって回転スリーブ36上のトナーを付着・搬送する。また、回転スリーブ36によって搬送されるトナーの層厚は、回転スリーブ36と一定のギャップをおいて対面する磁性ブレード40によって規制されると共にトナーを摩擦によって帯電している。
The developing
このように、本発明の現像装置(現像デバイス23)によれば、トナーコンテナ27から補給用トナーを現像デバイス23に補給する際、画像形成処理のための画像データに基づいて予め制御回路によって算出された印字率に応じ、例えば、印字率が小さい場合には開口面積の小さいトナー補給口28からトナーを補給し、印字率が大きい場合には開口面積の大きいトナー補給口29からトナーを補給することにより、トナー補給時の補給過多や補給過少を抑制することができ、よって印字率に応じた現像デバイス23内のトナー量調整及び帯電の均一性を実現し得て、トナー過多やトナー過少による画像不具合の発生を抑制することができるばかりでなく、現像デバイス23の長寿命化を実現することができる。
As described above, according to the developing device (developing device 23) of the present invention, when the replenishment toner is replenished from the
ところで、上記実施の形態では、開口面積の異なる大小2つのトナー補給口28,29を設けたものを開示したが、例えば、図5,6に示すように、開口面積の大きいトナー補給口29のみを設け、画像形成処理の印字率が低い場合には、図5に示すように、シャッタ駆動部材38の伸張により開口面積が小さくなるようにトナー補給口29の一部を開放し、画像形成処理の印字率が高い場合には、図6に示すように、シャッタ駆動部材38の収縮により開口面積が大きくなるようにトナー補給口29の全てを開放し、トナー補給口29の実際の開口面積を印字率に応じて調整するように構成する等、上記実施の形態に限定されるものではない。
By the way, in the above-described embodiment, the one having two large and small
1…複合機(画像形成装置)
20…感光体ドラム(感光体)
23…現像デバイス(現像装置)
28…トナー補給口
29…トナー補給口
37…シャッタ
38…シャッタ駆動部材
1 ... Multifunction machine (image forming device)
20 ... Photosensitive drum (photosensitive member)
23. Developing device (developing device)
28 ...
Claims (4)
前記トナーコンテナから補給用トナーが供給されるトナー補給口の開口面積を印字率に応じて可変するシャッタを備え、前記トナー補給口は開口面積が大小異なる2つのトナー補給口を備え、前記シャッタは印字率に応じて前記大小異なる2つのトナー補給口の一方を開放し且つ他方を閉成することを特徴とする現像装置。 In the developing device for supplying the toner for replenishment stored in the toner container to the photosensitive member while stirring,
The toner supply port is provided with a shutter that varies an opening area of a toner supply port to which supply toner is supplied from the toner container in accordance with a printing rate. The toner supply port includes two toner supply ports having different opening areas. developing apparatus is characterized in closing to Rukoto an open and the other one of said large and small two different toner supply port in accordance with the printing ratio.
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