JP5640664B2 - Developing device and image forming apparatus - Google Patents
Developing device and image forming apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP5640664B2 JP5640664B2 JP2010247850A JP2010247850A JP5640664B2 JP 5640664 B2 JP5640664 B2 JP 5640664B2 JP 2010247850 A JP2010247850 A JP 2010247850A JP 2010247850 A JP2010247850 A JP 2010247850A JP 5640664 B2 JP5640664 B2 JP 5640664B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- developer
- developing device
- developing
- unit
- conveying
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
Description
本発明は、トナーを用いて画像を形成する電子写真方式の複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関し、詳しくは現像装置の動作制御に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a facsimile, and a printer that forms an image using toner, and more particularly to operation control of a developing device.
電子写真方式の画像形成装置が備える現像装置は、トナーとキャリアとからなる2成分現像剤を用いて像担持体上に形成された静電潜像を現像して可視化する装置である。現像装置内部において、現像領域で現像処理が終了してトナーが消費された現像剤は回収され、補給されるトナーと混合および撹拌された後に再び現像に供される。このような現像装置に用いられる現像剤は、安定したトナー画像を得るために一定のトナー濃度と帯電量とを維持する必要がある。トナー濃度は画像形成により消費したトナーと補給トナーとにより調整され、帯電量はキャリアとトナーとの混合時における摩擦帯電により付与される。2成分現像剤を用いる現像装置では、トナーとキャリアとの撹拌を十分に行い、トナー濃度分布を均一化すると共にトナーを帯電させることによりトナー画像の安定化を行っている。 A developing device included in an electrophotographic image forming apparatus is an apparatus that develops and visualizes an electrostatic latent image formed on an image carrier using a two-component developer composed of toner and a carrier. Inside the developing device, the developer in which the developing process is completed in the developing region and the toner is consumed is collected, mixed and stirred with the replenished toner, and again used for development. The developer used in such a developing device needs to maintain a constant toner density and charge amount in order to obtain a stable toner image. The toner density is adjusted by the toner consumed by the image formation and the replenishment toner, and the charge amount is given by frictional charging when the carrier and the toner are mixed. In a developing device using a two-component developer, the toner image is stabilized by sufficiently stirring the toner and the carrier to make the toner density distribution uniform and to charge the toner.
一般的な現像装置では、補給されたトナーが現像ローラに汲み上げられるまでのわずかな時間の間に2本の搬送スクリュの回転による攪拌効果を利用してトナーの分散及び帯電を行っているため、特にトナーの収支が多い場合には補給されたトナーが十分に分散されずに現像ローラによって汲み上げられ、地汚れやトナー飛散といった画像品質上の不具合が発生するという問題点があった。 In a general developing device, the toner is dispersed and charged using the stirring effect of the rotation of the two conveying screws in a short time until the replenished toner is pumped up to the developing roller. In particular, when the toner balance is large, the replenished toner is not sufficiently dispersed and is pumped up by the developing roller, which causes a problem in image quality such as background contamination and toner scattering.
この問題点を解決すべく、現像部と現像剤撹拌部とを分離配置して撹拌性能を向上させたものが知られている。この現像装置では、スクリュを用いて撹拌と搬送とを同時に行う従来の現像装置に比して現像部における未帯電、弱帯電トナーが少なく、トナー補給時におけるトナー飛散及び地汚れが発生しにくい利点があるが、現像部と現像剤撹拌部とが離れた場所にあるため現像部と現像剤撹拌部との間で現像剤を循環させる手段が必要となる。この現像剤循環手段として、エアポンプやモーノポンプを用いた空気搬送方式を用いるものが、たとえば「特許文献1」、「特許文献2」に開示されている。
In order to solve this problem, a developing unit and a developer stirring unit are separately arranged to improve stirring performance. In this developing device, there are less uncharged and weakly charged toner in the developing unit compared to a conventional developing device that uses a screw and agitation and conveyance at the same time, and it is less likely to cause toner scattering and scumming during toner replenishment. However, since the developing unit and the developer agitating unit are separated from each other, a means for circulating the developer between the developing unit and the developer agitating unit is required. As this developer circulating means, those using an air conveyance system using an air pump or a Mono pump are disclosed in, for example, “
空気を利用して現像剤を管内に連続的に搬送する場合には、現像剤の状態によって搬送量が変化する懸念がある。例えば、現像剤の劣化具合、温度、湿度等により現像剤の粉体特性が変化する。現像剤の搬送量が減少して現像部の現像剤容量が減少すると現像ローラに汲み上げられる現像剤量が不足して画像不良が発生する。特に現像装置が一方向循環方式の場合、現像ローラと平行に配置された供給スクリュから現像ローラに現像剤が供給され、供給された現像剤は現像動作後に全て回収スクリュに搬送されるため、供給スクリュ近傍の現像剤量は現像剤搬送方向下流側に向かうに従い少なくなる(嵩が減る)。従って、現像剤搬送量が低下すると現像剤搬送方向下流側において現像ローラに現像剤が供給されない枯渇状態が発生する。この枯渇状態の発生を未然に防止するためには、供給スクリュ近傍の現像剤量を検知して現像剤搬送量を制御することが考えられる。 When the developer is continuously transported into the pipe using air, the transport amount may change depending on the state of the developer. For example , the powder characteristics of the developer change depending on the deterioration degree of the developer, temperature, humidity, and the like. When the developer transport amount decreases and the developer capacity of the developing unit decreases, the amount of developer pumped up by the developing roller becomes insufficient and an image defect occurs. In particular, when the developing device is a one-way circulation system, the developer is supplied to the developing roller from the supply screw arranged in parallel with the developing roller, and all the supplied developer is transported to the recovery screw after the developing operation. The amount of developer in the vicinity of the screw decreases (the volume decreases) toward the downstream side in the developer transport direction. Therefore, when the developer transport amount decreases, a depletion state occurs in which the developer is not supplied to the developing roller on the downstream side in the developer transport direction. In order to prevent the occurrence of this depletion state, it is conceivable to control the developer transport amount by detecting the developer amount in the vicinity of the supply screw.
そこで、現像装置内部において現像剤の粉面や嵩を検知し、その結果に基づいて空気による現像剤搬送量を制御する必要がある。そこで、現像剤嵩検出手段として圧電振動素子や透磁率検知方式を用いた現像装置が例えば「特許文献3」、「特許文献4」に開示されている。 Therefore, it is necessary to detect the powder level and bulk of the developer inside the developing device, and to control the developer transport amount by air based on the result. Therefore, for example, "Patent Document 3" and "Patent Document 4" disclose a developing device using a piezoelectric vibration element or a magnetic permeability detection method as a developer bulk detecting means.
上述の技術において、圧電振動素子は現像剤の粉面が所定の高さ以上であるか否かを検知することができる。しかし、供給スクリュと回収スクリュとを備え、供給スクリュから現像ローラに供給された現像剤が再び現像ローラに供給されない現像装置では、供給スクリュ下流側において現像剤の粉面は上流側に比して非常に低い高さになっていること、粉面がスクリュの傾斜に沿って変動し粉面の高さが一定しないこと等から、出力が不安定となり粉面を正確に検知することが困難であるという問題点がある。また、透磁率センサを粉面検知手段として用いた場合には、粉面の高さとトナー濃度との両方で出力が変化するために正確なトナー濃度が判らなければ粉面を検知することができないという問題点がある。 In the above technique, the piezoelectric vibration element can detect whether or not the powder level of the developer is equal to or higher than a predetermined height. However, in a developing device that includes a supply screw and a recovery screw, and the developer supplied from the supply screw to the developing roller is not supplied again to the developing roller, the powder level of the developer is lower on the downstream side of the supply screw than on the upstream side. Because the height is very low, the powder level fluctuates along the inclination of the screw and the height of the powder level is not constant, the output becomes unstable and it is difficult to detect the powder level accurately. There is a problem that there is. Further, when the magnetic permeability sensor is used as the powder level detection means, the output changes depending on both the powder level height and the toner concentration, so the powder level cannot be detected unless the accurate toner concentration is known. There is a problem.
本発明は上述の問題点を解決し、簡単な構成でより確実に現像剤の枯渇を未然に検出することができ、現像剤搬送量の安定化を図ることが可能な現像装置の提供を目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a developing device that solves the above-mentioned problems, can detect developer depletion more reliably with a simple configuration, and can stabilize the developer conveyance amount. And
請求項1記載の発明は、像担持体の近傍に配置され内部において現像剤を循環させると共に前記像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体及び現像剤を搬送しつつ前記現像剤担持体に供給する回転自在な現像剤供給部材及び現像に供されなかった現像剤を回収する現像剤回収部材を有する現像部と、前記現像部とは別の位置に配置された現像剤撹拌部とを有し、現像剤搬送経路内を空気搬送させることにより現像剤を前記現像剤撹拌部から前記現像部へと送る現像剤搬送手段を有し、現像剤排出流路を介して前記現像部内で循環された現像剤を前記現像剤撹拌部に戻す現像装置において、前記現像剤供給部材と前記現像剤回収部材とを連通する開口部を有し、前記現像剤供給部材の下方近傍であって前記開口部よりも前記現像剤供給部材による現像剤の搬送方向下流側に、前記現像剤供給部材の近傍に現像剤が存在するか否かを検出する現像剤検出手段を有することを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, the developer carrier is disposed near the image carrier and circulates the developer therein and supplies the developer to the image carrier, and the developer carrier while transporting the developer. A developing unit having a rotatable developer supplying member that supplies the developer and a developer collecting member that collects the developer that has not been developed, and a developer stirring unit that is disposed at a position different from the developing unit. A developer conveying means for conveying the developer from the developer agitating unit to the developing unit by air conveying in the developer conveying path, and circulating in the developing unit via the developer discharge channel. In the developing device for returning the developed developer to the developer agitation unit, the developer supply member and the developer recovery member are communicated with each other, and have an opening in the vicinity of the developer supply member. By the developer supply member At the conveying direction downstream side of the developer, and having a developer detecting means for detecting whether or not the developer in the vicinity of the developer supply member is present.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の現像装置において、さらに現像剤減少時に前記現像剤検出手段上の現像剤が自重によって前記開口部へ落下するように、前記現像剤検出手段は前記開口部に向けて傾斜して配置されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the developing device according to the first aspect, the developer detecting means is configured so that the developer on the developer detecting means falls to the opening due to its own weight when the developer is reduced. It is arranged to be inclined toward the opening.
請求項3記載の発明は、請求項1記載の現像装置において、さらに前記現像剤検出手段よりも前記現像剤供給部材による現像剤の搬送方向下流側に前記現像剤供給部材と前記現像剤回収部材とを連通する第2開口部を有することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the developing device according to the first aspect , the developer supply member and the developer recovery member are further downstream of the developer detection unit in the direction of transport of the developer by the developer supply member. And a second opening that communicates with each other.
請求項4記載の発明は、請求項3記載の現像装置において、さらに前記現像剤検出手段は前記現像部内において余剰の現像剤が枯渇する下限の現像剤搬送量に対して余裕度をもって現像剤が存在しないことを検出し、前記開口部は前記余裕度を確保すべくその面積が設定されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the developing device according to the third aspect, the developer detecting means further has a margin with respect to the lower limit developer transport amount in which the excess developer is depleted in the developing section. It is detected that it does not exist, and the area of the opening is set to ensure the margin.
請求項5記載の発明は、請求項3または4記載の現像装置において、さらに前記現像剤供給部材の上方近傍であって第2開口部と対応する位置に前記現像剤供給部材の近傍に現像剤が存在するか否かを検出する第2現像剤検出手段を有することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the developing device according to the third or fourth aspect of the present invention, the developer is further provided in the vicinity of the developer supply member and in the vicinity of the developer supply member at a position corresponding to the second opening. And a second developer detecting means for detecting whether or not the toner is present.
請求項6記載の発明は、請求項1ないし5の何れか1つに記載の現像装置において、さらに前記現像剤検出手段の検出結果に基づいて前記現像剤搬送手段による前記現像部への現像剤搬送量を制御することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the developing device according to any one of the first to fifth aspects, the developer to the developing unit by the developer conveying means is further based on the detection result of the developer detecting means. The carrying amount is controlled.
請求項7記載の発明は、請求項6記載の現像装置において、さらに前記現像剤検出手段により前記現像剤供給部材の近傍に現像剤が存在しないことが検出された場合には前記現像剤搬送手段による前記現像部への現像剤搬送量を増加させることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the developing device according to the sixth aspect, when the developer detecting means detects that no developer is present in the vicinity of the developer supply member, the developer conveying means The developer transport amount to the developing section is increased.
請求項8記載の発明は、請求項5記載の現像装置において、さらに前記現像剤検出手段及び第2現像剤検出手段の検出結果に基づいて前記現像剤搬送手段による前記現像部への現像剤搬送量を制御することを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the developing device according to the fifth aspect, the developer conveying means to the developing unit by the developer conveying means based on the detection results of the developer detecting means and the second developer detecting means. It is characterized by controlling the amount.
請求項9記載の発明は、請求項6ないし8の何れか1つに記載の現像装置において、さらに前記現像剤搬送手段はエアポンプを有し、前記エアポンプの空気供給量を増加させることにより現像剤搬送量を増加させることを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, in the developing device according to any one of the sixth to eighth aspects, the developer conveying means further includes an air pump, and the developer is increased by increasing an air supply amount of the air pump. The carrying amount is increased.
請求項10記載の発明は、請求項6ないし8の何れか1つに記載の現像装置において、さらに前記現像剤搬送手段はロータリフィーダを有し、前記ロータリフィーダの回転数を増加させることにより現像剤搬送量を増加させることを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, in the developing device according to any one of the sixth to eighth aspects, the developer conveying means further includes a rotary feeder, and development is performed by increasing the number of rotations of the rotary feeder. It is characterized by increasing the amount of agent transport.
請求項11記載の発明は、請求項1ないし10の何れか1つに記載の現像装置を有する画像形成装置であることを特徴とする。 An eleventh aspect of the invention is an image forming apparatus having the developing device according to any one of the first to tenth aspects.
本発明によれば、簡易な構成で確実に現像剤の枯渇状態の発生を事前に検出することができ、現像剤検出手段からの検出結果に基づいて現像剤搬送手段による現像部への現像剤搬送量を制御することにより、現像剤担持体に対して確実かつ継続的に現像剤を安定供給することができ良好な画像形成を継続して行うことが可能となる。 According to the present invention, it is possible to reliably detect the occurrence of the developer depletion state in advance with a simple configuration, and based on the detection result from the developer detection means, the developer to the developing unit by the developer conveying means By controlling the transport amount, the developer can be stably and continuously supplied to the developer carrying member, and good image formation can be continuously performed.
図1は、本発明の一実施形態を適用可能な画像形成装置を示している。同図において画像形成装置1はいわゆるタンデム型の画像形成装置であり、中間転写ベルト2の下方に沿ってイエロ(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色に対応する作像ユニット3Y,3M,3C,3Kを有している。各作像ユニット3Y,3M,3C,3Kは同様の構成であり、像担持体である感光体ドラム4、帯電部5、現像装置を構成する現像部6、1次転写部材7、クリーニング装置8等を有している。
FIG. 1 shows an image forming apparatus to which an embodiment of the present invention can be applied. In FIG. 1, an
この画像形成装置1では、作像動作が開始されると各作像ユニット3Y,3M,3C,3Kの感光体ドラム4が帯電部5によって一様に帯電され、次に図示しない書き込みユニットによって形成する画像に対応した静電潜像が感光体ドラム4の表面に形成され、現像部6より静電潜像にトナーが供給されて各色のトナー像が各感光体ドラム4上に形成される。各感光体ドラム4上に形成された各色トナー像は各1次転写部材7によって中間転写ベルト2上に重畳転写され、これにより中間転写ベルト2上に4色のフルカラートナー像が形成される。このフルカラートナー像は給紙カセット9から給紙ローラ及びレジストローラ対等により供給される転写紙に2次転写部10において一括転写され、トナー像が転写された転写紙は定着部11を通過することにより熱及び圧力によってトナー像を定着された後、排紙部12に排出される。トナー像転写後の各感光体ドラム4はクリーニング装置8によって表面の残留トナーを除去され、トナー転写後の中間転写ベルト2はベルトクリーニング装置13によって残留トナーを除去される。
In the
この画像形成装置1には現像装置に特徴があり、通常の現像装置では現像に用いられる現像剤は現像ユニット内部においてトナーとキャリアとを撹拌混合されるが、本発明の現像装置では各作像ユニット3Y,3M,3C,3K内に設けられた現像部6とは離れた場所にそれぞれ現像剤撹拌部14が配設されている。現像剤撹拌部14は現像剤と補給トナーとの混合撹拌を確実に行い、トナーの分散及び帯電を安定して行う。この現像剤撹拌部14の働きによりトナー濃度や帯電量が安定化され、良好な画像形成を安定して行うことができる。各作像ユニット3Y,3M,3C,3Kの各現像部6において、現像動作後の現像剤はそれぞれ現像剤排出流路15を通って現像部6から現像剤撹拌部14へと送られる。現像剤撹拌部14では新しいトナーの補給も行われ、現像剤撹拌部14において十分に撹拌された現像剤は図示しないロータリフィーダによって定量ずつ排出される。排出された現像剤は現像剤搬送手段であるエアポンプ16より送られるエアの圧力によって搬送され、現像剤搬送経路17を通って現像部6に戻される。現像剤撹拌部14への新しいトナーの補給は、トナーホッパ(またはトナーカートリッジ)18から少量ずつトナーを供給することにより行われる。図1において、符号19はエアポンプ16のエア吸引口を、符号20は外部空気吸引路を、符号21は除湿装置を、符号22は空気取入口をそれぞれ示す。
The
図2は、本発明の一実施形態に用いられる現像装置23を示している。この現像装置23は、上述したように感光体ドラム4の近傍に対向配置された現像部6と、現像部6とは別の位置に配置された現像剤撹拌部14とを備え、現像剤撹拌部14から現像部6への現像剤の搬送が現像剤搬送経路17を介して行われる構成であり、現像剤としてトナーとキャリアとを混合した2成分現像剤が用いられる。
FIG. 2 shows a developing
現像剤撹拌部14から空気搬送された現像剤は現像部6へと供給されて現像に供され、現像部6と現像剤撹拌部14とを接続する現像剤排出流路15中を自重により落下して現像剤撹拌部14内に戻されることにより、現像部6と現像剤撹拌部14との間を循環するように構成されている。現像剤排出流路15はシリコン等の柔軟な材料によりチューブ状に形成されている。
The developer conveyed by air from the
現像部6は、図3に示すように現像剤担持体である現像ローラ27及び2本の搬送スクリュ28,29をケーシング30内に有している。現像ローラ27は内部に磁石を有しており、現像剤を吸着搬送して感光体ドラム4の表面に形成された静電潜像に対してトナーを付着させる周知の構成である。現像剤供給部材である搬送スクリュ28は現像剤を図3において手前から奥に向かって搬送するように回転駆動され、現像剤回収部材である搬送スクリュ29は現像剤を図3において奥から手前に向かって搬送するように回転駆動される。ケーシング30の内部は仕切板31によって2分割されており、分割された空間内に各搬送スクリュ28,29がそれぞれ配設されている。現像ローラ27及び2本の搬送スクリュ28,29は、ケーシング30の外部に設けられた図示しないモータにより図示しない駆動伝達機構を介してそれぞれ回転駆動される。
As shown in FIG. 3, the developing
仕切板31は図4に示すように図3において奥側の端部に開口部25を有しており、搬送スクリュ28から搬送スクリュ29に向かって現像剤が移動可能に構成されていて、図3において手前側の端部には現像剤の供給口26が設けられている。現像ローラ27の外周面近傍に位置するケーシング30には、現像ローラ27に付着する現像剤を一定量に規制するためのドクターブレード32が配置されている。
As shown in FIG. 4, the
図2、図5に示すように、現像剤撹拌部14には下部に向かうほど径が細くなる形状を呈し内部に現像剤が貯容されるケーシング35が設けられており、ケーシング35の上部には現像剤補給口33が、下部には排出口34が設けられている。ケーシング35の内部には、下方から上方へと現像剤を搬送するスクリュ36と、1対の撹拌部材37がそれぞれ回転自在に設けられている。スクリュ36はケーシング35の中心位置に配置され、各撹拌部材37はスクリュ36の外側にそれぞれ対称に配置されており、スクリュ36と各撹拌部材37とが互いに逆方向に回転することによりケーシング35内の現像剤が混合される。
As shown in FIGS. 2 and 5, the
スクリュ36と撹拌部材37は現像剤搬送手段としてのモータ38によって回転駆動される。スクリュ36はモータ38に直結されており、各撹拌部材37は複数のギヤ39によって構成される減速ギヤ列を介して減速回転される。現像剤補給口33から排出口34までの現像剤の搬送は重力によるものであり、現像剤撹拌部14には常に現像剤が存在して未混合の現像剤がそのまま排出されることがないように構成されている。スクリュ36の回転によって下方から上方へと持ち上げられた現像剤はスクリュ36の外側を回転する各撹拌部材37の回転に伴って下方へと移動し、再びスクリュ36の周囲に寄せ集められる。このようにケーシング35内では絶えず現像剤が対流しており、この対流によってケーシング35内の現像剤全体が均一に混合されるように構成されている。
The
また、本実施形態に使用される現像剤は2成分現像剤であり、トナーの帯電はキャリアとの摩擦によって付与されるため、帯電量を素早く得るためにはトナーとキャリアとの接触効率を向上させることが重要であるが、本願発明者等の検討によりケーシング35内で現像剤が対流することにより接触効率が上昇し、かつ現像剤へのダメージも少ないことが判明した。ケーシング35にはトナーの消費に伴いトナーホッパ18より新しいトナーが補給され、新しいトナーの補給はモータ40が駆動することによりトナー供給路41の内部に配設された図示しない小型の搬送スクリュが回転することで、トナーホッパ18内の新しいトナーがケーシング35内に搬送されることにより行われる。この図示しない小型の搬送スクリュは、回転によってトナーホッパ18内の新しいトナーを一定量搬送可能となるように構成されており、トナーの補給量は搬送スクリュ29の現像剤搬送方向最下流位置近傍に取り付けられた図示しないトナー濃度センサの検知結果に応じて図示しない制御手段により決定される。
The developer used in this embodiment is a two-component developer, and the toner is charged by friction with the carrier. Therefore, in order to obtain the charge amount quickly, the contact efficiency between the toner and the carrier is improved. Although it is important that the developer is convected in the
現像剤撹拌部14の下方には、図5に示すように現像剤搬送手段としてのロータリフィーダ42が配設されている。ロータリフィーダ42はケーシング35と連通するように配置されており、ケーシング35内から一定量の現像剤を排出する機能を備えている。ロータリフィーダ42は、ケーシング43及びこの内部に回転自在に設けられた羽根車44を有しており、羽根車44が図2に示すモータ45によって回転されることにより一定量ずつの現像剤を下方へと排出する。
A
羽根車44の下方には合流部46が設けられている。合流部46には、エアポンプ16の供給口と接続された空気通路47、現像部6に接続された現像剤搬送経路17の一端となる入口部48がそれぞれ接続されており、羽根車44によって排出された一定量の現像剤をエアポンプ16から供給された空気に乗せて現像部6へと空気搬送するように構成されている。すなわち、ロータリフィーダ42より一定量排出された現像剤は、エアポンプ16より供給される空気圧により現像剤搬送経路17の内部を空気によって搬送されて現像部6に戻される。現像剤搬送経路17は、シリコン等の柔軟な材料によりチューブ状に形成されている。
A
図4に示すように、現像剤搬送経路17を介して供給口26より流入した現像剤Gは搬送スクリュ28によって矢印B方向に搬送されると共に、図6に示すようにドクターブレード32によって層厚を規制されつつ現像ローラ27に供給される。ここで現像ローラ27に供給されなかった現像剤(余剰現像剤)は、図4に示す開口部25より落下して搬送スクリュ29に受け渡される。搬送スクリュ29は搬送スクリュ28から送られた回収現像剤を受け入れつつ矢印A方向に搬送し、搬送された現像剤は排出口24から排出されて現像剤排出流路15を介して現像剤撹拌部14へと送られる。
As shown in FIG. 4, the developer G that has flowed in from the
ここで、本発明の特徴部について説明する。先ず、現像部6内における現像剤の嵩について説明する。図4に示したような1方向循環方式の現像部では、搬送スクリュ28の現像剤搬送方向上流側から下流側に向けて現像剤が消費されていくために上流側から下流側に向けて現像剤の嵩が低くなる。逆に搬送スクリュ29では搬送スクリュ28の現像剤搬送方向上流側に向かい嵩が増加する(現像幅の領域に限る)。従って、搬送スクリュ29の現像剤搬送方向下流側において現像剤がなくなると枯渇状態となり、現像ローラ27に現像剤が供給されないという不具合が発生する。
Here, the characteristic part of this invention is demonstrated. First, the bulk of the developer in the developing
上述した不具合の発生を防止するため、現像剤を必要以上に供給して余剰現像剤を生じさせ、枯渇に対して余裕度を持たせることが一般的である。しかし本発明の構成では現像部6に対して外部より現像剤を空気搬送しており、空気搬送では現像剤の状態(トナー濃度、環境条件、劣化状態)に応じて搬送量が変動する可能性があるため、搬送量が減少すると上述した枯渇状態が生じる虞があるためにこれを事前に検出し、枯渇状態の発生を防止する必要がある。これには搬送スクリュ28近傍における現像剤の嵩を検知することが有効であるが、「発明が解決しようとする課題」の欄にも記載したように現像剤の粉面を正確に把握することは非常に困難である。しかし、現像剤の有無をデジタル式(2値式)で検出することは容易であり、正確に把握することが可能であることから、本発明の第1の実施形態では2値方式により枯渇状態を事前に検出する方法として図4に示すように開口部25の搬送スクリュ28による現像剤搬送方向下流側位置に現像剤検出手段としてのセンサ49を配置している。センサ49としては、圧電素子を用いた圧電センサ、現像剤の透磁率を検出する透磁率センサ、静電容量センサ等が使用可能である。
In order to prevent the occurrence of the above-described problems, it is common to supply an excessive amount of developer to generate surplus developer and to provide a margin for depletion. However, in the configuration of the present invention, the developer is pneumatically conveyed from the outside to the developing
センサ49の配設位置は、画像領域内では現像剤が存在しなくてはならない場所であって事前に枯渇状態を検知することができず、画像領域外であってもセンサ49上に現像剤がなくなった場合に枯渇が発生しているか否かが判別不能である位置を除いた位置、すなわちセンサ49上に現像剤がなくなった場合には枯渇状態が発生していると確実に検知可能である位置に設定されている。枯渇が発生していない状態を図7に、現像剤の搬送量が減少している状態(これから枯渇が発生しようとしている場合を含む)を図8にそれぞれ示す。
The arrangement position of the
図7に示す状態では余剰現像剤の一部が開口部25から落下し、落下しきれない一部が開口部25を乗り越えて搬送スクリュ28の端部まで移動し、この現像剤がセンサ49によって検出される。現像剤の搬送量が徐々に低下する場合を例に、枯渇状態を事前に検知する方法について説明する。現像剤の搬送量が減少すると余剰現像剤量も減少し、余剰現像剤の全てが開口部25より落下するようになる。このときセンサ49上には現像剤が存在しないため、センサ49からは現像剤なしが出力される。さらに現像剤が減少すると枯渇状態となるが、センサ49によって枯渇が発生する前に現像剤の減少状況を把握することができる。
In the state shown in FIG. 7, a part of the excess developer falls from the
上述の構成により、簡易な構成で確実に現像剤の枯渇状態の発生を事前に検出することができ、センサ49からの検出結果に基づいて搬送スクリュ28の近傍に現像剤が存在しないことが検知された場合には、現像剤搬送手段による現像部6への現像剤搬送量を制御すること、すなわちエアポンプ16の空気供給量の増加、モータ38の回転数増加、ロータリフィーダ42の回転数増加等により現像部6に搬送される現像剤量を増加させることにより、現像ローラ27に対して確実かつ継続的に現像剤を安定供給することができ、良好な画像形成を継続して行うことが可能となる。上記構成において、図4、図7、図8に示すようにセンサ49を開口部25に向けて傾斜して配置することにより、現像剤減少時にセンサ49上の現像剤が自重によって開口部25へと落下するため、センサ49上に現像剤が残存することにより誤検知となることが防止され、確実に現像剤なしの状態を検出することが可能となる。
With the above-described configuration, it is possible to reliably detect the occurrence of the developer depletion state in advance with a simple configuration, and based on the detection result from the
図9は、本発明の第2の実施形態を示している。この第2の実施形態では、センサ49よりも搬送スクリュ28による現像剤搬送方向下流側の位置に第2開口部50を設けている。この第2の実施形態における、枯渇が発生していない状態を図10に、現像剤の搬送量が減少している状態(これから枯渇が発生しようとしている場合を含む)を図11にそれぞれ示す。図10に示す状態では余剰現像剤の一部が開口部25より落下して残りがセンサ49側に搬送され、さらに開口部50から搬送スクリュ29へと落下する。図11に示すように現像剤搬送量が少なくなると開口部25からのみ現像剤が落下するようになり、センサ49上には現像剤が存在しなくなる。この構成によっても、センサ49からの検出結果に基づいて搬送スクリュ28の近傍に現像剤が存在しないことが検知された場合には現像部6に搬送される現像剤量を増加させることにより、第1の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
FIG. 9 shows a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the second opening 50 is provided at a position downstream of the
第2の実施形態において、開口部25の面積を枯渇下限の現像剤搬送量(流量)に対して余裕度として確保したい現像剤が現像部6内に留まるべく余剰現像剤を通過(落下)させる大きさとしてもよい。例えば、通常の現像剤搬送量を100g/sec、枯渇下限(現像に必要な最低限)の現像剤搬送量を80g/sec、余裕度として確保したい現像剤搬送量を10g/secとすると、開口部25の面積を10g/secの現像剤が通過する面積とする。そして、現像剤搬送量が90g/sec以下となった場合にセンサ49により現像剤なしを出力する。具体的には、現像剤搬送量が100g/sec(余剰現像剤20g/sec)の場合には、10g/secの現像剤が開口部25より落下して残りの10g/secの現像剤がセンサ49上を通過して第2開口部50より落下し、現像剤搬送量が90g/sec(余剰現像剤10g/sec)の場合には、10g/secの現像剤が開口部25より落下してセンサ49上には現像剤が搬送されずにセンサ49が現像剤なしを出力する構成とする。このように、枯渇状態に至る現像剤搬送量に対しプラスアルファ分の現像剤量が現像部6内に留まるように開口部25の面積を設定することにより、現像剤搬送量の余裕度を正確に設定でき、現像剤の枯渇状態の発生を確実に事前検出することが可能となる。
In the second embodiment, excess developer is allowed to pass (drop) so that the developer that is desired to ensure the area of the
図12は、第2の実施形態の変形例を示している。この変形例は、搬送スクリュ28の上方近傍であって第2開口部50と対応する位置に、搬送スクリュ28の近傍に現像剤が存在するか否かを検出する第2現像剤検出手段としてのセンサ51を設けた点においてのみ第2の実施形態と相違している。上記各実施形態では現像剤の搬送量が減少した場合に発生する不具合に対処するものであったが、逆に搬送量が増加した場合には開口部25及び第2開口部50より現像剤が落下しきれず、搬送スクリュ28の端部において現像剤詰まりが発生する虞がある。現像剤詰まりが発生すると搬送スクリュ28による現像剤の搬送に支障を来し、作像動作に不具合が生じるのみならず現像部6が故障する場合もある。このときセンサ51に現像剤が接触するため、上述の不具合現象の発生を未然に検出することが可能となる。センサ51によって現像剤が検出された場合には、エアポンプ16の空気供給量の減少、モータ38の回転数低下、ロータリフィーダ42の回転数低下等によって現像剤搬送量を減少させることにより、良好な画像形成を継続して行うことが可能となる。
FIG. 12 shows a modification of the second embodiment. This modification is a second developer detecting means for detecting whether or not the developer is present in the vicinity of the conveying
上記実施形態では画像形成装置としてカラープリンタを用いた例を示したが、本発明が適用可能な画像形成装置はこれに限定されず、複写機、プロッタ、ファクシミリ、これらの複合機等の他の画像形成装置にも本発明は適用可能である。 In the above-described embodiment, an example in which a color printer is used as the image forming apparatus has been described. However, the image forming apparatus to which the present invention can be applied is not limited to this, and other apparatuses such as a copying machine, a plotter, a facsimile machine, and a multi-function machine thereof. The present invention can also be applied to an image forming apparatus.
1 画像形成装置
4 像担持体(感光体ドラム)
6 現像部
14 現像剤撹拌部
15 現像剤排出流路
16 現像剤搬送手段(エアポンプ)
17 現像剤搬送経路
23 現像装置
25 開口部
27 現像剤担持体(現像ローラ)
28 現像剤供給部材(搬送スクリュ)
29 現像剤回収部材(搬送スクリュ)
38 現像剤搬送手段(モータ)
42 現像剤搬送手段(ロータリフィーダ)
49 現像剤検出手段(センサ)
50 第2開口部
51 第2現像剤検出手段(センサ)
DESCRIPTION OF
6
17
28 Developer supply member (conveying screw)
29 Developer recovery member (conveying screw)
38 Developer transport means (motor)
42 Developer conveying means (rotary feeder)
49 Developer detection means (sensor)
50
Claims (11)
前記現像剤供給部材と前記現像剤回収部材とを連通する開口部を有し、前記現像剤供給部材の下方近傍であって前記開口部よりも前記現像剤供給部材による現像剤の搬送方向下流側に、前記現像剤供給部材の近傍に現像剤が存在するか否かを検出する現像剤検出手段を有することを特徴とする現像装置。 A developer carrier that is disposed near the image carrier and circulates the developer therein and supplies the developer to the image carrier, and a rotatable developer that supplies the developer to the developer carrier while transporting the developer A developing unit having a supply member and a developer collecting member that collects the developer that has not been used for development; and a developer stirring unit disposed at a position different from the developing unit; A developer conveying means for conveying the developer from the developer agitating unit to the developing unit by air conveying, and the developer circulated in the developing unit via a developer discharge channel. In the developing device for returning to the stirring section,
An opening that communicates the developer supply member and the developer recovery member, and is near the lower part of the developer supply member and downstream of the opening in the developer transport direction by the developer supply member from the opening. And a developer detecting means for detecting whether or not the developer is present in the vicinity of the developer supply member.
現像剤減少時に前記現像剤検出手段上の現像剤が自重によって前記開口部へ落下するように、前記現像剤検出手段は前記開口部に向けて傾斜して配置されていることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1,
The developer detecting means is arranged so as to be inclined toward the opening so that the developer on the developer detecting means falls to the opening due to its own weight when the developer is reduced. apparatus.
前記現像剤検出手段よりも前記現像剤供給部材による現像剤の搬送方向下流側に前記現像剤供給部材と前記現像剤回収部材とを連通する第2開口部を有することを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1 ,
2. A developing device comprising: a second opening communicating the developer supplying member and the developer collecting member downstream of the developer detecting means in the developer transport direction by the developer supplying member.
前記現像剤検出手段は前記現像部内において余剰の現像剤が枯渇する下限の現像剤搬送量に対して余裕度をもって現像剤が存在しないことを検出し、前記開口部は前記余裕度を確保すべくその面積が設定されていることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 3.
The developer detecting means detects that the developer does not exist with a margin with respect to the lower limit developer transport amount in which the excess developer is depleted in the developing section, and the opening portion is to secure the margin. A developing device characterized in that the area is set.
前記現像剤供給部材の上方近傍であって第2開口部と対応する位置に前記現像剤供給部材の近傍に現像剤が存在するか否かを検出する第2現像剤検出手段を有することを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 3 or 4,
A second developer detecting unit configured to detect whether or not the developer is present in the vicinity of the developer supply member at a position corresponding to the second opening near the upper side of the developer supply member; A developing device.
前記現像剤検出手段の検出結果に基づいて前記現像剤搬送手段による前記現像部への現像剤搬送量を制御することを特徴とする現像装置。 The developing device according to any one of claims 1 to 5,
2. A developing device according to claim 1, further comprising: controlling a developer conveyance amount to the developing unit by the developer conveying unit based on a detection result of the developer detecting unit.
前記現像剤検出手段により前記現像剤供給部材の近傍に現像剤が存在しないことが検出された場合には前記現像剤搬送手段による前記現像部への現像剤搬送量を増加させることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 6.
When the developer detecting means detects that no developer is present in the vicinity of the developer supply member, the developer carrying amount to the developing section by the developer carrying means is increased. Development device.
前記現像剤検出手段及び第2現像剤検出手段の検出結果に基づいて前記現像剤搬送手段による前記現像部への現像剤搬送量を制御することを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 5, wherein
2. A developing apparatus according to claim 1, wherein a developer transport amount to the developing unit by the developer transport unit is controlled based on detection results of the developer detecting unit and the second developer detecting unit.
前記現像剤搬送手段はエアポンプを有し、前記エアポンプの空気供給量を増加させることにより現像剤搬送量を増加させることを特徴とする現像装置。 In the developing device according to any one of claims 6 to 8,
The developer conveying means includes an air pump, and the developer conveying amount is increased by increasing an air supply amount of the air pump.
前記現像剤搬送手段はロータリフィーダを有し、前記ロータリフィーダの回転数を増加させることにより現像剤搬送量を増加させることを特徴とする現像装置。 In the developing device according to any one of claims 6 to 8,
The developing device according to claim 1, wherein the developer conveying means includes a rotary feeder, and the developer conveying amount is increased by increasing the number of rotations of the rotary feeder.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010247850A JP5640664B2 (en) | 2010-11-04 | 2010-11-04 | Developing device and image forming apparatus |
US13/287,578 US8688012B2 (en) | 2010-11-04 | 2011-11-02 | Developing device and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010247850A JP5640664B2 (en) | 2010-11-04 | 2010-11-04 | Developing device and image forming apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012098626A JP2012098626A (en) | 2012-05-24 |
JP5640664B2 true JP5640664B2 (en) | 2014-12-17 |
Family
ID=46390566
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010247850A Expired - Fee Related JP5640664B2 (en) | 2010-11-04 | 2010-11-04 | Developing device and image forming apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5640664B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6108165B2 (en) * | 2013-06-26 | 2017-04-05 | 株式会社リコー | Developing device, process unit, and image forming apparatus |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61151675A (en) * | 1984-12-26 | 1986-07-10 | Sharp Corp | Toner carrying device |
JPH1020653A (en) * | 1996-06-28 | 1998-01-23 | Toshiba Corp | Developing device |
JP2006184711A (en) * | 2004-12-28 | 2006-07-13 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Developing device |
JP5417828B2 (en) * | 2008-12-09 | 2014-02-19 | 株式会社リコー | Developing device and image forming apparatus |
-
2010
- 2010-11-04 JP JP2010247850A patent/JP5640664B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012098626A (en) | 2012-05-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2005062648A (en) | Image forming apparatus | |
JP2018081196A (en) | Developing device, process cartridge, and image forming apparatus | |
US8688012B2 (en) | Developing device and image forming apparatus | |
JP5417828B2 (en) | Developing device and image forming apparatus | |
JP2008257213A (en) | Developing device, process cartridge, and image forming apparatus | |
JP4617094B2 (en) | Image forming apparatus | |
US8219007B2 (en) | Developing apparatus and image forming apparatus provided with the same | |
JP2018200399A (en) | Developing device | |
JP5640664B2 (en) | Developing device and image forming apparatus | |
JP2009116195A (en) | Image forming apparatus | |
JP5332718B2 (en) | Developing device and image forming apparatus | |
JP5168115B2 (en) | Developing device and image forming apparatus | |
JP4079324B2 (en) | Developing device in image forming apparatus | |
JP2005062649A (en) | Image forming apparatus | |
JP2013171065A (en) | Intermediate hopper and image forming device having the same | |
JP5633263B2 (en) | Developing device and image forming apparatus | |
JP5569260B2 (en) | Developing device and image forming apparatus | |
JP4777184B2 (en) | Intermediate toner replenishing device, developing device including the same, and image forming apparatus | |
JP5672988B2 (en) | Developing device and image forming apparatus | |
JP2014178426A (en) | Developer conveying device, developing device, and image forming apparatus | |
JP5505217B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP5471541B2 (en) | Developing device, process cartridge, and image forming apparatus | |
JP4914516B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP7367449B2 (en) | Developing device and image forming device equipped with the same | |
JP5703642B2 (en) | Developing device and image forming apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131011 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140715 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140911 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140930 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141013 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5640664 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |