JP5757912B2 - Developing device and image forming apparatus including the same - Google Patents
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本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a developing device used in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, or a multifunction machine thereof, and an image forming apparatus including the developing device.
従来、画像形成装置においては、静電潜像を形成した像担持体上に現像装置からトナーを供給し、静電潜像をトナー像に現像している。カラー画像形成装置では、感光体ドラムや感光体ベルト等の像担持体に対して現像装置が接離可能に設けられているものがある。例えば特許文献1に記載の現像装置は、感光体ベルトにトナーを供給する現像ローラーと、現像ローラーにトナーを供給するトナー供給ローラーと、トナーを撹拌するアジテーターとを備える。現像装置が感光体ベルトに対して上下方向に接離可能であるように、現像ローラー、アジテーター等を支持する現像容器には、装置本体に対して上下方向に摺動する摺動部材が設けられている。この現像装置の重心を現像容器の中心よりも低い位置とし、また、摺動部材を現像装置の重心より低い位置とする構成とし、現像装置が上下移動する場合や、現像ローラー、アジテーター等が回転して現像する場合、摺動部材を中心に回動する振動を発生し難くし、現像時の画像の乱れを防止している。
Conventionally, in an image forming apparatus, toner is supplied from a developing device onto an image carrier on which an electrostatic latent image is formed, and the electrostatic latent image is developed into a toner image. In some color image forming apparatuses, a developing device is provided so as to be able to contact and separate from an image carrier such as a photosensitive drum or a photosensitive belt. For example, the developing device described in
また、特許文献2に記載の画像形成装置は、トナー補給容器と一体化され現像ローラーを回転可能に保持する現像容器と、像担持体を回転可能に保持するクリーニング容器とを結合して構成される。像担持体と現像ローラーとの間を所定の間隔で保持して、現像容器とクリーニング容器とを結合構成とするために、現像容器とクリーニング容器との間に引張バネを張架して両容器を加圧している。そして、クリーニング容器の上面からアーム部が現像容器側に向かって一体に水平に延設され、現像容器の上面にはリブが設けられ、現像容器の上面でリブとアーム部が回動可能に結合されている。この構成によって、クリーニング容器に対する現像容器の回動中心が現像容器の重心を通る垂線上に位置するため回動中心回りのモーメントは0(零)となり、トナー量が多い使用初期において両容器の加圧力が過大となる状態がなくなり、スペーサ部材が過大な加圧力によって変形することがなく、画像乱れの発生を防いでいる。
The image forming apparatus described in
しかしながら、特許文献1記載の現像装置では、現像装置の重心を現像容器の中心よりも低い位置とする構成であるので、装置のレイアウトに制約があり、装置の小型化が難しかった。また、現像装置の重心を現像容器の中心よりも低い位置する構成では、駆動源に接続されている駆動ギア等を回転させてアジテーター及び現像ローラーを回転させるとき、現像装置の振動を取り除くことはまだ不十分であった。
However, since the developing device described in
また、特許文献2記載の画像形成装置では、駆動源に接続されている駆動ギア等を回転させて現像ローラーを回転させるとき、現像装置の振動を取り除くことは難しいという問題があった。
Further, the image forming apparatus described in
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、現像ローラー及び撹拌部材を回転駆動したとき、回転駆動による現像装置の振動を抑える現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and a developing device that suppresses vibrations of the developing device due to rotation when the developing roller and the stirring member are driven to rotate, and an image forming apparatus including the developing device. The purpose is to provide.
上記目的を達成するために第1の発明は、トナーを収容する現像容器と、該現像容器内でトナーを撹拌及び搬送する撹拌部材と、該撹拌部材から搬送されたトナーを像担持体に供給する現像ローラーと、駆動源からの回転力を前記撹拌部材及び前記現像ローラーに伝達する駆動軸と、を有する現像装置において、前記現像装置の重心を通り前記現像装置の長手方向に延びる慣性主軸が前記駆動軸の軸径内に位置するように構成されることを特徴としている。 In order to achieve the above object, a first invention provides a developing container for containing toner, an agitating member for agitating and conveying the toner in the developing container, and supplying the toner conveyed from the agitating member to the image carrier. A developing roller, and a driving shaft that transmits a rotational force from a driving source to the stirring member and the developing roller, and an inertia main shaft that passes through the center of gravity of the developing device and extends in a longitudinal direction of the developing device. It is characterized by being configured to be located within the shaft diameter of the drive shaft.
また、第2の発明は、前記現像装置において、前記慣性主軸を前記駆動軸の軸径内に位置させるための、所定の質量を有する均衡部材を配設したことを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the developing device, a balancing member having a predetermined mass for positioning the inertia main shaft within the shaft diameter of the drive shaft is provided.
また、第3の発明の画像形成装置は、トナーを収容する現像容器と、該現像容器内でトナーを撹拌及び搬送する撹拌部材と、該撹拌部材から搬送されたトナーを像担持体に供給する現像ローラーと、駆動源からの回転力を前記撹拌部材及び前記現像ローラーに伝達する駆動軸と、を有する着脱可能な現像装置と、所定の質量を有する上下方向に移動可能な均衡部材と、を備える画像形成装置であって、前記現像装置を装着することで、前記均衡部材が前記現像装置の所定の位置に保持され、前記現像装置の重心を通り前記現像装置の長手方向に延びる慣性主軸が前記駆動軸の軸径内に位置することを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a developing container for containing toner, a stirring member for stirring and transporting the toner in the developing container, and supplying the toner transported from the stirring member to the image carrier. A detachable developing device having a developing roller, a driving shaft for transmitting a rotational force from a driving source to the stirring member and the developing roller, and a balancing member having a predetermined mass and movable in the vertical direction. When the developing device is mounted, the balancing member is held at a predetermined position of the developing device, and an inertia main shaft that extends in the longitudinal direction of the developing device passes through the center of gravity of the developing device. It is located within the shaft diameter of the drive shaft.
また、第4の発明の画像形成装置は、トナーを収容する現像容器と、該現像容器内でトナーを撹拌及び搬送する撹拌部材と、該撹拌部材から搬送されたトナーを像担持体に供給する現像ローラーと、駆動源からの回転力を前記撹拌部材及び前記現像ローラーに伝達する駆動軸と、前記現像容器に対し着脱可能であり、前記現像容器内に補給するトナーを貯留するトナー補給容器と、所定の質量を有する上下方向に移動可能な均衡部材と、を有する現像装置と、前記均衡部材を上下方向に移動させる駆動手段と、トナーを満杯にした前記トナー補給容器を装着した時からの累計印字時間或いは累計印刷枚数を累計する印刷計数手段と、該印刷計数手段の累計印字時間或いは累計印刷枚数に基づいて前記駆動手段を駆動させて、前記現像装置の重心を通り前記現像装置の長手方向に延びる慣性主軸が前記駆動軸の軸径内に位置するように制御する制御手段と、を備えるとしている。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a developing container for containing toner, a stirring member for stirring and transporting the toner in the developing container, and supplying the toner transported from the stirring member to the image carrier. A developing roller, a driving shaft for transmitting a rotational force from a driving source to the stirring member and the developing roller, a toner replenishing container that is detachable from the developing container and stores toner to be replenished in the developing container; A developing device having a predetermined mass that is movable in the vertical direction; a driving unit that moves the balancing member in the vertical direction; and a toner supply container that is filled with toner. Print counting means for accumulating the total printing time or the total number of printed sheets, and driving the driving means on the basis of the total printing time or the total number of printed sheets of the print counting means, Principal axis of inertia extending in the longitudinal direction of the street the developing device is a and a control means for controlling so as to be positioned in the axial diameter of the said drive shaft.
また、第5の発明の画像形成装置は、トナーを収容する現像容器と、該現像容器内でトナーを撹拌及び搬送する撹拌部材と、該撹拌部材から搬送されたトナーを像担持体に供給する現像ローラーと、駆動源からの回転力を前記撹拌部材及び前記現像ローラーに伝達する駆動軸と、前記現像容器に補給するトナーを貯留するトナー補給容器と、所定の質量を有する上下方向に移動可能で且つ水平方向に揺動可能な均衡部材と、を有する現像装置と、前記均衡部材を上下方向に移動させるとともに下端を中心に水平方向に揺動させる駆動手段と、前記現像装置の所定の位置に配設され前記現像装置の重量を測定する複数の重量センサーと、該複数の重量センサーの出力に基づいて前記現像装置の重心位置を算出し、該重心位置に応じて前記駆動手段を駆動させて、前記現像装置の重心を通り前記現像装置の長手方向に延びる慣性主軸が前記駆動軸の軸径内に位置するように制御する制御手段と、を備えることを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a developing container for storing toner, a stirring member for stirring and transporting the toner in the developing container, and supplying the toner transported from the stirring member to the image carrier. A developing roller, a driving shaft for transmitting a rotational force from a driving source to the agitating member and the developing roller, a toner replenishing container for storing toner to be replenished to the developing container, and a vertically movable having a predetermined mass. And a developing device having a horizontally swingable balancing member, a driving means for moving the balancing member in the vertical direction and swinging horizontally around the lower end, and a predetermined position of the developing device A plurality of weight sensors disposed on the developing device and measuring a weight position of the developing device based on outputs of the plurality of weight sensors; The is driven, longitudinally extending principal axis of inertia of the center of gravity as the developing device of the developing device is characterized by comprising a control means for controlling so as to be positioned in the axial diameter of the said drive shaft.
第1の発明によれば、現像装置の重心を通り現像装置の長手方向に延びる慣性主軸が駆動軸の軸径内に位置するように構成されることにより、撹拌部材及び現像ローラーを回転させる駆動軸が安定して回転し、現像装置を振動させようとする回転モーメントが抑えられる。 According to the first aspect of the present invention, the inertia main shaft that passes through the center of gravity of the developing device and extends in the longitudinal direction of the developing device is positioned within the shaft diameter of the driving shaft, thereby driving the stirring member and the developing roller to rotate. The shaft rotates stably, and the rotational moment that tries to vibrate the developing device is suppressed.
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these embodiments. Further, the use of the invention and the terms shown here are not limited thereto.
(第1実施形態)
図1は、本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置の概略構成を断面図である。画像形成装置1は、その下部に配設された給紙部2と、給紙部2の右側方に配設された用紙搬送部3と、給紙部2の上方に配設された画像形成部4と、画像形成部4の用紙排出側に配設された定着部5と、画像形成部4及び定着部5の上方に配設された画像読取部6と、トナー補給容器120とを備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a schematic configuration of an image forming apparatus provided with a developing device according to the present invention. The
給紙部2は、用紙9を収容する複数の給紙カセット7を備えており、給紙ローラー8により複数の給紙カセット7のうち選択された給紙カセット7から用紙9を1枚ずつ用紙搬送部3に送り出す。
The
用紙搬送部3に送られた用紙9は、画像形成部4に向けて用紙搬送経路10を搬送させられる。画像形成部4は、電子写真プロセスによって、用紙9にトナー像を形成するものであり、図1の矢印方向に回転可能に支持された感光体11と、この感光体11の周囲にその回転方向に沿って、帯電部12、露光部13、現像装置14、転写部15、クリーニング部16、及び除電部17を備えている。
The
帯電部12は、高電圧を印加される帯電ワイヤを備えており、この帯電ワイヤからのコロナ放電によって感光体11表面に所定電位を与えると、感光体11表面が一様に帯電させられる。そして、画像読取部6によって読み取られた原稿の画像データに基づく光が、露光部13により感光体11に照射されると、感光体11の表面電位が選択的に減衰され、感光体11表面に静電潜像が形成される。
The
次いで、現像装置14が感光体11表面にトナーを供給し、感光体11表面の静電潜像がトナー像に現像される。感光体11表面のトナー像が転写部15によって感光体11と転写部15との間に搬送された用紙9に転写される。現像により現像装置14のトナーが消費されると、トナー補給容器120からトナーが補給される。
Next, the developing
トナー像が転写された用紙9は、画像形成部4の用紙搬送方向の下流側に配置された定着部5に向けて搬送される。定着部5では、熱源によって加熱される加熱ローラー18及び加熱ローラー18に圧接する加圧ローラー19によって用紙9が加熱加圧され、用紙9上にトナー像が溶融定着される。次いで、トナー像が定着された用紙9は、排出ローラー対20によって排出トレイ21上に排出される。
The
転写部15によって用紙9が転写された後、感光体11表面に残留しているトナーは、クリーニング部16により除去され、また感光体11表面の残留電荷は除電部17により除去される。そして、感光体11は帯電部12によって再び帯電され、以下同様にして画像形成が行われる。
After the
図2は、上述の画像形成装置1に用いられる本発明の第1実施形態に係る現像装置14の構成を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of the developing
現像装置14は、トナーと磁性キャリアからなる2成分現像剤を収容する現像容器22と、この現像剤を撹拌、搬送する第1撹拌部材23及び第2撹拌部材24と、現像ローラー27と、規制部材28と、トナー濃度センサー37と、トナー補給容器120とを備える。
The developing
現像容器22は、現像装置14の外郭を構成し、その下部から突出する仕切り部22bによって第1搬送路22c及び第2搬送路22dに区分され、第1搬送路22c及び第2搬送路22dには現像剤が収容される。また、現像容器22は、第1及び第2撹拌部材23、24と現像ローラー27を回転可能に保持し、規制部材28を一体に保持している。さらに、現像容器22の上壁には、トナー補給容器120からトナーの補給を可能とする補給口42が設けられる。
The developing
第1撹拌部材23は第1搬送路22c内に設けられ、第2撹拌部材24は第2搬送路22d内に設けられる。第1及び第2撹拌部材23、24は現像剤を撹拌して現像剤中のトナーを所定のレベルに帯電させ、これによりトナーは磁性キャリアに保持される。第1撹拌部材23の回転によって第1搬送路22c内を現像剤が撹拌されながら搬送され、仕切り部22bの長手方向(図2の紙面の表裏面方向)の両端部側に設けた連通部(図略)から第2搬送路22dに搬送される。そして、第2撹拌部材24の回転によって第2搬送路22d内を現像剤が撹拌されながら搬送され、第2撹拌部材24から現像ローラー27に供給される。
The first stirring
現像ローラー27は、固定磁石体25と現像スリーブ26とを備える。現像スリーブ26は、円筒状の非磁性材からなり、第2撹拌部材24に隣接する位置で現像容器22に回転可能に支持される。固定磁石体25は、現像スリーブ26内に固設される永久磁石からなり、現像スリーブ26に向けて磁界を発生する。また、現像ローラー27は、像担持体である感光体11に一定の間隔を隔てて対向している。この対向する領域は、現像スリーブ26上に担持されている現像剤を感光体11に向けて供給するための現像領域Dとなっている。さらに、現像スリーブ26には、トナーを感光体11に供給するために、直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアス29が印加される。
The developing
規制部材28は、現像スリーブ26表面に担持される現像剤を所定の層厚に規制するものであり、ブレード状をなし現像スリーブ26の略上方で現像スリーブ26表面との間に所定間隔を隔てて、現像容器22に取り付けられる。
The regulating
現像スリーブ26内の固定磁石体25の磁力により、第2撹拌部材24から供給された現像剤が現像スリーブ26表面に担持される。担持された現像剤は、規制部材28により所定の層厚に規制され、現像スリーブ26の矢印方向の回転により、現像流域Dに向けて搬送される。現像スリーブ26に現像バイアス29が印加されることにより、現像領域Dにおいて現像スリーブ26と感光体11との間に電位差が発生し、現像スリーブ26上のトナーは感光体11に供給され、感光体11上の静電潜像はトナー像に現像される。
The developer supplied from the second stirring member 24 is carried on the surface of the developing sleeve 26 by the magnetic force of the fixed magnet body 25 in the developing sleeve 26. The carried developer is regulated to a predetermined layer thickness by the regulating
また、第1搬送路22cの右側壁には、現像容器22内に収容される現像剤のトナー濃度を検知するためのトナー濃度センサー37が配設される。トナー濃度センサー37は、一定時間間隔で現像容器22内の現像剤の透磁率を検知し、この透磁率に基づいて現像容器22内に収容された現像剤のトナーと磁性キャリアとの混合比(トナー濃度)を検知する。トナー濃度センサー37によって現像容器22内のトナー濃度が検知され、現像容器22内のトナー濃度が所定値以下になった場合、トナー補給容器120から現像容器22内にトナーが補給される。
A
トナー補給容器120は、現像容器22にトナーを補給するためのものであり、現像容器22の上側に配設される。トナー補給容器120内には搬送スクリュー122が設けられる。搬送スクリュー122は、トナー補給容器120内の底部に長手方向に延びて設けられ、軸部の周りに一定のピッチで螺旋状に形成される螺旋羽根を有する。搬送スクリュー122の一端部には送出口120aが対向して配置される。搬送スクリュー122が回転することで、トナー補給容器120内のトナーが送出口120aに向かって搬送され、送出口120aから現像容器22の補給口42を介して現像容器22内にトナーが供給される。
The
上記構成の現像装置14の重心Gは、現像容器220の仕切り部22bの下方に位置する。この現像装置14には、現像装置14の重心Gを通り現像装置14の長手方向(図2の紙面表裏方向)に延びる慣性主軸Iが形成される。本実施形態では、現像ローラー27と第1及び第2撹拌部材23、24を回転させる共通の駆動軸の軸径内に上記の慣性主軸Iが位置するように構成される。この構成によって、モーター等の駆動源により駆動軸が回転駆動したとき、駆動軸の回転駆動による現像装置14の回転モーメントが抑えられるため、現像装置14の駆動よる振動が抑えられ、さらに現像装置14の駆動が画像形成装置1に伝わり難くなり画像形成装置1の振動が抑えられる。
The center of gravity G of the developing
駆動軸の詳しい配置構成を図3に示す。図3は駆動軸及び駆動軸によって回転する第1実施形態の現像装置14のギア列の配置を概略的に示す側面図である。
A detailed arrangement of the drive shaft is shown in FIG. FIG. 3 is a side view schematically showing the arrangement of the gear train of the developing
現像容器22の側壁面には、現像ローラー27、第1及び第2撹拌部材23、24(図2参照)を回転させる複数のギアが回転可能に取り付けられる。第1撹拌ギア54は第1撹拌軸23aを介して第1撹拌部材23を回転させ、また第2撹拌ギア56は第2撹拌軸24aを介して第2撹拌部材24を回転させ、さらに現像ギア57は現像軸27aを介して現像ローラー27を回転させる。
A plurality of gears for rotating the developing
第1撹拌ギア54は中継ギア55に噛合し、中継ギア55は第2撹拌ギア56と同軸に設けられ、また現像ギア57は第2撹拌ギア56に噛合する。第2撹拌ギア56は駆動ギア53に噛合し、駆動ギア53の駆動軸51は図示しないモーター等の駆動源に接続される。駆動軸51は所定の軸径を有するが、現像装置14の長手方向に延びる慣性主軸Iが駆動軸51の軸径内に位置するように配置される。
The
従って、モーター駆動によって駆動軸51が回転すると、駆動ギア53が回転し、さらに第2撹拌ギア56が回転することで、第2撹拌部材24が回転する。第2撹拌ギア56の回転によって、中継ギア55を介して第1撹拌ギア54が回転し、第1撹拌部材23が回転する。また第2撹拌ギア56の回転によって、現像ギア57が回転し、現像ローラー27が回転する。現像ローラー27、第1及び第2撹拌部材23、24が回転する場合、慣性主軸Iが駆動軸51の軸径内に位置することで駆動軸51が安定して回転し、現像装置14を振動させようとする回転モーメントが抑えられる。さらに現像装置14の振動が抑えられるため、画像形成装置1の振動も抑えられる。
Therefore, when the
尚、上記実施形態の駆動軸51及びギア列53〜57を介してトナー補給容器120の搬送スクリュー122(図2参照)を回転駆動させる構成にしてもよい。また、上記実施形態の中継ギア55に替えて、第1撹拌ギア54及び第2撹拌ギア56に噛合するアイドルギアを設けて、アイドルギアによって第1撹拌ギア54を回転させる構成であってもよい。これらの場合も、上記実施形態と同様の効果を奏する。
Note that the conveyance screw 122 (see FIG. 2) of the
(第2実施形態)
図4は、本発明の第2実施形態に係る均衡部材を設けた現像装置を概略的に示す側面図である。第1実施形態と異なる駆動軸51の配置及び均衡部材71について説明し、以降、第1実施形態と同じ部分の説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a side view schematically showing a developing device provided with a balancing member according to the second embodiment of the present invention. The arrangement of the
第2実施形態における現像装置14は、第1実施形態と同様に現像容器22、トナー補給容器120、現像ローラー27、第1及び第2撹拌部材23、24を備え、この現像装置14の重心Gを通り現像装置14の長手方向に延びる慣性主軸Iaが現像容器22の仕切り部22bの下方に位置する。
As in the first embodiment, the developing
現像容器22の側壁面には、現像ギア57、第1撹拌ギア54、第2撹拌ギア56が回転可能に取り付けられる。第2撹拌ギア56が第1撹拌ギア54に噛合し第1撹拌ギア54が現像ギア57に噛合する。図示しない側板には駆動ギア53及びアイドルギア58が回転可能に取り付けられる。駆動ギア53及びアイドルギア58は現像容器22の右上側に配設され、アイドルギア58は第1撹拌ギア54に噛合するとともに駆動ギア53に噛合している。駆動ギア53の駆動軸51は図示しないモーター等の駆動源に接続される。
A developing
現像装置14の慣性主軸Iaに対して、駆動軸51は右上側の離間した位置に配置されており、この配置ではモーターにより駆動軸51を回転駆動させると、慣性主軸Iaに対して比較的に大きな回転モーメントが作用し、現像装置14が振動する。
The
そこで、現像装置14の慣性主軸Iaが駆動軸51の軸径内に位置するように、現像容器22に所定の質量を有する均衡部材71を取り付ける。均衡部材71が現像容器22の所定の位置に取り付けられることで、慣性主軸Iaが慣性主軸Ibに移動し、慣性主軸Ibは駆動軸51の軸径内に位置する。
Therefore, a balancing
従って、モーター駆動によって駆動軸51が回転すると、駆動ギア53が回転し、駆動ギア53の回転力がアイドルギア58、第1撹拌ギア54、第2撹拌ギア56及び現像ギア57の順に伝達され、現像ローラー27、第1及び第2撹拌部材23、24が回転する。現像ローラー27、第1及び第2撹拌部材23、24が回転する場合、慣性主軸Ibが駆動軸51の軸径内に位置することで駆動軸51が安定して回転し、現像装置14を振動させようとする回転モーメントが抑えられる。さらに現像装置14の振動が抑えられるため、画像形成装置1の振動も抑えられる。
Accordingly, when the
(第3実施形態)
図5は、本発明の第3実施形態に係る均衡部材を保持した現像装置を概略的に示す側面図である。第3実施形態は、現像装置14の画像形成装置1への装着にともない、現像装置14が画像形成装置1に設けられた均衡部材71を保持する構成である。尚、第3実施形態では、現像ローラー27と第1及び第2撹拌部材23、24を回転させるギア列及び駆動軸51が第2実施形態と同じ配置、構成であり、また、現像装置14そのものの慣性主軸Iaが第2実施形態と同じ位置に配置されるものとする。
(Third embodiment)
FIG. 5 is a side view schematically showing a developing device holding a balancing member according to the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, the developing
画像形成装置1の装置本体1aには、所定の質量を有する均衡部材71が吊り紐72によって上下方向に移動可能に支持される。均衡部材71は現像装置14の近傍の所定位置に配設される。
A
現像装置14は画像形成装置1から着脱可能に配設され、トナー補給容器120内のトナーを所定量まで使うと、現像装置14を画像形成装置1から取り外しトナー補給容器120内にトナーを充填するか、或いは新しい現像装置14に交換して画像形成装置1に装着する。現像容器22には持ち上げ部73が突出して設けられ、現像装置14を画像形成装置1に装着した状態で、持ち上げ部73は均衡部材71に対向し均衡部材71を保持する。
The developing
現像装置14を画像形成装置1から取り外した場合、均衡部材71は吊り紐72によって吊り下げられた状態(図5の均衡部材71が下側に下がった状態)で保持されている。現像装置14を画像形成装置1に装着すると、持ち上げ部73は均衡部材71の下方に入り込み、均衡部材71を持ち上げる。そして、吊り紐72を弛ませた状態で均衡部材71を保持する(図5の状態)。現像装置14が均衡部材71を保持した状態では、慣性主軸Iaが慣性主軸Ibに移動し、慣性主軸Ibは駆動軸51の軸径内に位置する。
When the developing
従って、モーター駆動によって駆動軸51が回転すると、駆動ギア53が回転し、駆動ギア53の回転力がアイドルギア58、第1撹拌ギア54、第2撹拌ギア56及び現像ギア57の順に伝達され、現像ローラー27、第1及び第2撹拌部材23、24が回転する。現像ローラー27、第1及び第2撹拌部材23、24が回転する場合、慣性主軸Ibが駆動軸51の軸径内に位置することで駆動軸51が安定して回転し、現像装置14を振動させようとする回転モーメントが抑えられる。さらに現像装置14の振動が抑えられるため、画像形成装置1の振動もが抑えられる。
Accordingly, when the
尚、上記実施形態の持ち上げ部73は、現像装置14の挿入側先端部をスロープ形状として、均衡部材71を持ち上げるときに、均衡部材71の下方に入り込み易くしてもよい。また、均衡部材71を吊り紐72によって吊り下げる構成に替えて、均衡部材71が装置本体1aに設けた台座に載せられ、現像装置14を画像形成装置1に装着すると、持ち上げ部73が台座と均衡部材71の下面部との間に入り込み、均衡部材71を持ち上げ保持する構成であってもよい。
Note that the lifting
(第4実施形態)
図6は、本発明の第4実施形態に係る現像装置14とその周辺の構成を示す側面図である。第4実施形態は、トナー補給容器120のトナー量に応じて均衡部材71を移動させる構成を備えるものであり、多量の印刷が可能である高速の画像形成装置に適する。第1〜第3実施形態では、トナー補給容器120の容量が比較的に小さく、重心位置を設定する際にトナー補給容器120内のトナー量の変化の影響は小さいが、第4実施形態では、トナー補給容器120に多量のトナーを貯留しているため、そのトナー重量の変化を無視することができない場合である。尚、第4実施形態では、現像ローラー27と第1及び第2撹拌部材23、24を回転させるギア列及び駆動軸51は第2、3実施形態と同じ配置、構成である。
(Fourth embodiment)
FIG. 6 is a side view showing the configuration of the developing
本実施形態において、トナー補給容器120がトナーで満杯である場合、及びトナー補給容器120のトナーが空に近い場合では、現像装置14の重心位置が変化する。トナーが満杯であるときには重心は上側に位置にするが、トナーが空に近くなると重心は下側に位置する。従って、トナー補給容器120がトナーで満杯であるとき、現像装置14の重心を通る慣性主軸Ia1は最も上側の位置にあり、トナー補給容器120内のトナーが減少するのに伴って慣性主軸が下側に下がり、トナー補給容器120のトナーが略空になり交換が必要である状態になると、慣性主軸Ia2は最も下側の位置にある。
In the present embodiment, the position of the center of gravity of the developing
現像容器22の外壁には、上下方向に移動可能で且つ回転できない均衡部材71が設けられる。均衡部材71は駆動手段によって図6の実線位置と破線位置の間を上下移動させられる。駆動手段は、送りネジ部材75と、ギア76、77及びモーター78を備える。
On the outer wall of the developing
送りネジ部材75は、棒状であって画像形成装置1の装置本体1aに回転可能に立設され、均衡部材71の雌ネジに螺合する。送りネジ部材75が回転すると、送りネジ部材75と均衡部材71の螺合によって均衡部材71は上下方向に移動させられる。
The
送りネジ部材75の下方にはギア76が固着され、ギア76はモーター78によって回転させられるギア77に噛合する。モーター78が正方向に回転駆動すると、ギア77、78を介して送りネジ部材75が正方向に回転し、送りネジ部材75の回転によって均衡部材71は上昇し実線位置から破線位置まで移動する。モーター78が逆方向に回転駆動すると、ギア76、77を介して送りネジ部材75が逆方向に回転し、送りネジ部材75の回転によって均衡部材71は下降し破線位置から実線位置まで移動する。
A
モーター78は制御部91に接続される。制御部91は、モーター78とともに印刷計数部92を接続し、マイクロコンピュータ、RAM及びROM等の記憶素子等で構成される。制御部91は、記憶素子に設定されたプログラム及びデータを参照し、印刷計数部92から入力される印字時間のデータに基づいてモーター78の回転方向と回転量を制御する。
The
印刷計数部92は、トナーを満杯にしたトナー補給容器120を画像形成装置1に装着したときから、印刷される毎に印字時間を計数及び累計しその累計印字時間を制御部91に出力する。
The
制御部91は、印刷計数部92から入力される累計印字時間に基づいて、トナー補給容器120内のトナー量を算出し、さらにその算出結果からモーター78の駆動量を算出する。具体的には、トナー補給容器120がトナーで満杯であるとき、均衡部材71が実線位置に保持されようにモーター78を駆動制御し、トナー補給容器120内のトナーが減少するのに伴って、均衡部材71が実線位置から上側に移動するようにモーター78を駆動制御し、さらにトナー補給容器120のトナーが略空になったとき、均衡部材71が破線位置に保持されるようにモーター78を駆動制御する。
The
制御部91の上記制御によって、トナー補給容器120がトナーで満杯であるとき、均衡部材71を取り付けていない場合の現像装置14の慣性主軸Ia1は慣性主軸Ibに移動し、慣性主軸Ibは駆動軸51の軸径内に位置することになる。また、トナー補給容器120のトナーが略空になったとき、均衡部材71を取り付けていない場合の現像装置14の慣性主軸Ia2は慣性主軸Ibに移動する。さらに、トナー補給容器120内のトナーが減少(累計印字時間の増加)するのに伴って、慣性主軸は慣性主軸Ia1から慣性主軸Ia2に移動するが、均衡部材71が徐々に上昇するため慣性主軸は常に慣性主軸Ibに保持される。
When the
従って、トナー補給容器120のトナー量が変化しても、慣性主軸Ibが駆動軸51の軸径内に位置することで駆動軸51が安定して回転し、現像装置14を振動させようとする回転モーメントが抑えられる。さらに現像装置14の駆動が画像形成装置1に伝わり難くなり画像形成装置1の振動が抑えられる。
Therefore, even if the amount of toner in the
尚、上記実施形態では、印刷計数部92が累計印字時間を制御部91に出力する構成を示したが、本発明はこれに限らず、印刷計数部92が累計印刷枚数を制御部91に出力し、制御部91が累計印刷枚数に基づいてモーター78を駆動制御する構成として、慣性主軸Ibを駆動軸51の軸径内に位置させるようにしてもよい。
In the above embodiment, the configuration in which the
また、上記実施形態では駆動手段としてモーター78によって回転させられる送りネジ部材75を用いたが、送りネジ部材75に替えて別の部材で構成してのよい。例えば、上下方向に移動可能な均衡部材の下面を保持する作動部材が、モーター等の駆動源によって上下方向に移動する構成であってもよい。
In the above-described embodiment, the
(第5実施形態)
本発明の第5実施形態に係る発明は、トナー補給容器120のトナー量に応じて均衡部材71を移動させる構成を備えるものであり、多量の印刷が可能である高速の画像形成装置に適する。第5実施形態は、第4実施形態と同様に均衡部材71が上下方向に移動するが、さらに均衡部材71が水平方向に揺動する点が第4実施形態と異なる。図7は重量センサーを設けた現像装置を概略的に示す平面図であり、図8は均衡部材を作動させる構成を示す側面図である。尚、第5実施形態では、現像ローラー27、第1及び第2撹拌部材23、24を回転させるギア列及び駆動軸51は第4実施形態と同じ配置、構成である。
(Fifth embodiment)
The invention according to the fifth embodiment of the present invention has a configuration in which the balancing
本実施形態において、トナー補給容器120がトナーで満杯である場合、及びトナー補給容器120のトナーが空に近い場合では、現像装置14の重心位置が変化し、トナーが満杯であるときには重心は上側に位置にするが、トナーが空に近くなると重心は下側に位置する。さらにトナー補給容器120内に貯留されたトナー量が長手方向(図8の紙面表裏方向)に偏ると、現像装置14の重心位置が現像装置14の長手方向に変動する。
In this embodiment, when the
そこで図7に示すように、トナー補給容器120内のトナー量の変化に応じた重心位置を検知するために複数(本実施形態では三つ)の重量センサー94が設けられる。重量センサー94は歪ゲージ等からなり現像装置14の下面に配設される。現像装置14の長手方向(図7の上下方向)の両端の角部に二つの重量センサー94が配置され、長手方向に延びる他側辺の中央部に一つの重量センサー94が配置される。
Therefore, as shown in FIG. 7, a plurality (three in this embodiment) of
図8に示すように、複数の重量センサー94の検知結果が制御部91に入力される。制御部91は、各重量センサー94の検知結果(重量データ)と各重量センサー94の配置位置に基づいて、上下方向の重心位置を及び長手方向における重心位置を算出する。
As shown in FIG. 8, detection results of the plurality of
また、制御部91は、均衡部材71を上下方向へ移動させるとともに水平方向に揺動させるために、算出した重心位置データに基づいて駆動手段を制御する。駆動手段は、送りネジ部材80と、ギア76、77とモーター78及び揺動モーター81を備える。
Further, the
送りネジ部材80は、棒状にて回転可能で且つ水平方向に揺動可能に画像形成装置1に立設され、均衡部材71の雌ネジに螺合する。送りネジ部材80が回転すると、送りネジ部材80と均衡部材71の螺合によって均衡部材71は上下方向に移動させられる。また、送りネジ部材80が図8の紙面表裏方向に揺動すると、均衡部材71は送りネジ部材80と同様に搖動する。尚、 揺動部材71は現像容器22外壁の長手方向の中央部に上下方向に移動可能で且つ水平方向に揺動可能に設けられる。
The
送りネジ部材80の下方にはギア76が固着され、ギア76はモーター78によって回転させられるギア77に噛合する。モーター78が正方向に回転駆動すると、ギア77、78を介して送りネジ部材80が正方向に回転し、送りネジ部材80の回転によって均衡部材71は上昇し実線位置から破線位置まで移動する。モーター78が逆方向に回転駆動すると、ギア76、77を介して送りネジ部材80が逆方向に回転し、送りネジ部材80の回転によって均衡部材71は下降し破線位置から実線位置まで移動する。
A
また、送りネジ部材80の揺動支点82には、送りネジ部材80を揺動させる揺動モーター81が設けられ、送りネジ部材80はギア76、77の噛合状態を維持しながら揺動モーター81の正回転駆動によって一方側に搖動する一方、揺動モーター81の逆回転駆動によって他方側に搖動する。送りネジ部材80が揺動することで、均衡部材71は図8の紙面表裏方向に揺動する。
Further, a
制御部91は、重量センサー94から入力される重量データに基づいて、現像装置14の重心位置を算出し、重心位置データからモーター78及び揺動モーター81の駆動量を算出する。
The
具体的には、制御部91は、上下方向の重心位置の算出結果に基づいて、均衡部材71を取り付けていない場合の現像装置14の重心がG1(慣性主軸はIa1)であるとき、均衡部材71が実線位置に保持されようにモーター78を制御し、また、上記同様の現像装置14の重心の下降に伴って、均衡部材71が実線位置から上側に移動するようにモーター78を制御し、さらに上記同様の現像装置14の重心がG2(慣性主軸はIa2)であるとき、均衡部材71が破線位置に保持されるようにモーター78を制御する。
Specifically, based on the calculation result of the center of gravity position in the vertical direction, the
また、制御部91は、重量センサー94による長手方向の重心位置の算出結果に基づいて、現像装置14の長手方向の重心位置が中央部から偏っている場合、その偏りを矯正する方向に揺動モーター81を駆動する。
Further, based on the calculation result of the longitudinal center of gravity position by the
制御部91の上記制御によって、現像装置14の重心が上下方向に変動したとき、均衡部材71を取り付けていない場合の現像装置14の慣性主軸Ia1、Ia2は慣性主軸Ibに移動し、慣性主軸Ibは駆動軸51の軸径内に位置することになる。また、トナー補給容器120内のトナーが減少するのに伴って、慣性主軸は慣性主軸Ia1から慣性主軸Ia2に移動しても、慣性主軸は常に慣性主軸Ibに保持される。また、現像装置14の重心が長手方向に偏っているとき、重心位置を長手方向の中央部に移動させる。
When the center of gravity of the developing
従って、トナー補給容器120のトナー量が変化しても、またトナー補給容器120内でトナーが偏在しても、慣性主軸Ibが駆動軸51の軸径内に位置することで駆動軸51が安定して回転し、現像装置14を振動させようとする回転モーメントが抑えられる。さらに現像装置14の駆動が画像形成装置1に伝わり難くなり画像形成装置1の振動が抑えられる。
Therefore, even if the toner amount in the
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる現像装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができる。 The present invention can be used for a developing device used in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, and a multi-function machine thereof, and an image forming apparatus including the developing device.
1 画像形成装置
1a 装置本体
11 感光体
14 現像装置
22 現像容器
23 第1撹拌部材
23a 第1撹拌軸
24 第2撹拌部材
24a 第2撹拌軸
27 現像ローラー
27a 現像軸
42 補給口
51 駆動軸
53 駆動ギア
54 第1撹拌ギア
55 中継ギア
56 第2撹拌ギア
57 現像ギア
58 アイドルギア
71 均衡部材
72 吊り紐
73 持ち上げ部
75、80 送りネジ部材(駆動手段)
76、77 ギア(駆動手段)
78 モーター(駆動手段)
81 揺動モーター(駆動手段)
91 制御部(制御手段)
92 印刷計数部(印刷計数手段)
94 重量センサー
120 トナー補給容器
120a 送出口
122 搬送スクリュー
I、Ia、Ia1、Ia2、Ib 慣性主軸
DESCRIPTION OF
76, 77 gear (drive means)
78 Motor (drive means)
81 Swing motor (drive means)
91 Control unit (control means)
92 Print Count Unit (Print Count Unit)
94
Claims (3)
該現像容器内でトナーを撹拌及び搬送する撹拌部材と、
該撹拌部材から搬送されたトナーを像担持体に供給する現像ローラーと、
駆動源からの回転力を前記撹拌部材及び前記現像ローラーに伝達する駆動軸と、を有する着脱可能な現像装置と、
所定の質量を有する上下方向に移動可能な均衡部材と、を備える画像形成装置であって、
前記現像装置を装着することで、前記均衡部材が前記現像装置の所定の位置に保持され、前記現像装置の重心を通り前記現像装置の長手方向に延びる慣性主軸が前記駆動軸の軸径内に位置することを特徴とする画像形成装置。 A developer container for containing toner;
An agitating member for agitating and conveying the toner in the developing container;
A developing roller for supplying the toner conveyed from the stirring member to the image carrier;
A detachable developing device having a driving shaft for transmitting a rotational force from a driving source to the stirring member and the developing roller;
An image forming apparatus comprising: a balancing member having a predetermined mass and movable in the vertical direction;
By mounting the developing device, the balancing member is held at a predetermined position of the developing device, and an inertia main shaft extending in the longitudinal direction of the developing device through the center of gravity of the developing device is within the shaft diameter of the driving shaft. An image forming apparatus that is positioned.
該現像容器内でトナーを撹拌及び搬送する撹拌部材と、
該撹拌部材から搬送されたトナーを像担持体に供給する現像ローラーと、
駆動源からの回転力を前記撹拌部材及び前記現像ローラーに伝達する駆動軸と、
前記現像容器に対し着脱可能であり、前記現像容器内に補給するトナーを貯留するトナー補給容器と、
所定の質量を有する上下方向に移動可能な均衡部材と、を有する現像装置と、
前記均衡部材を上下方向に移動させる駆動手段と、
トナーを満杯にした前記トナー補給容器を装着した時からの累計印字時間或いは累計印刷枚数を累計する印刷計数手段と、
該印刷計数手段の累計印字時間或いは累計印刷枚数に基づいて前記駆動手段を駆動させて、前記現像装置の重心を通り前記現像装置の長手方向に延びる慣性主軸が前記駆動軸の軸径内に位置するように制御する制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。 A developer container for containing toner;
An agitating member for agitating and conveying the toner in the developing container;
A developing roller for supplying the toner conveyed from the stirring member to the image carrier;
A drive shaft for transmitting a rotational force from a drive source to the stirring member and the developing roller;
A toner replenishing container that is detachable from the developing container and stores toner to be replenished in the developing container;
A developing device having a balancing member having a predetermined mass and movable in the vertical direction;
Driving means for moving the balancing member in the vertical direction;
Print counting means for accumulating the accumulated printing time or the accumulated number of printed sheets from when the toner supply container filled with toner is installed;
The drive means is driven based on the total printing time or the total number of printed sheets of the print counting means, and the inertia main shaft extending in the longitudinal direction of the developing device through the center of gravity of the developing device is positioned within the shaft diameter of the driving shaft. And an image forming apparatus comprising: a control unit configured to perform control.
該現像容器内でトナーを撹拌及び搬送する撹拌部材と、
該撹拌部材から搬送されたトナーを像担持体に供給する現像ローラーと、
駆動源からの回転力を前記撹拌部材及び前記現像ローラーに伝達する駆動軸と、
前記現像容器に補給するトナーを貯留するトナー補給容器と、
所定の質量を有する上下方向に移動可能で且つ水平方向に揺動可能な均衡部材と、を有する現像装置と、
前記均衡部材を上下方向に移動させるとともに下端を中心に水平方向に揺動させる駆動手段と、
前記現像装置の所定の位置に配設され前記現像装置の重量を測定する複数の重量センサーと、
該複数の重量センサーの出力に基づいて前記現像装置の重心位置を算出し、該重心位置に応じて前記駆動手段を駆動させて、前記現像装置の重心を通り前記現像装置の長手方向に延びる慣性主軸が前記駆動軸の軸径内に位置するように制御する制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。 A developer container for containing toner;
An agitating member for agitating and conveying the toner in the developing container;
A developing roller for supplying the toner conveyed from the stirring member to the image carrier;
A drive shaft for transmitting a rotational force from a drive source to the stirring member and the developing roller;
A toner supply container for storing toner to be supplied to the developer container;
A developing device having a balancing member that has a predetermined mass and is movable in the vertical direction and swingable in the horizontal direction;
Driving means for moving the balancing member in the vertical direction and swinging it horizontally around the lower end;
A plurality of weight sensors disposed at predetermined positions of the developing device and measuring the weight of the developing device;
Inertia extending in the longitudinal direction of the developing device through the center of gravity of the developing device by calculating the center of gravity of the developing device based on the outputs of the plurality of weight sensors and driving the driving means according to the position of the center of gravity. An image forming apparatus comprising: a control unit configured to control the main shaft so as to be positioned within the shaft diameter of the drive shaft.
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