JP5196047B2 - Developing device and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、潜像担持体上の静電潜像を現像する現像装置、該現像装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも1つを備えた複合機等の画像形成装置に関する。 The present invention relates to a developing device that develops an electrostatic latent image on a latent image carrier, a copier equipped with the developing device, a printer, a facsimile machine, a plotter, and a composite machine equipped with at least one of these. Relates to the device.
現像装置は、トナーとキャリアから成る二成分現像剤を用いて潜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。
現像領域で現像処理を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、攪拌され、再び現像に供される。このような構成の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を維持する必要がある。
トナー濃度は現像で消費したトナーと補給トナー量により調整され、帯電量はキャリアとトナーとの混合時の摩擦帯電により付与される。現像装置では、トナーとキャリアから成る二成分現像剤の攪拌を充分に行い、トナー濃度分布を均一化するとともに、トナーに帯電を付与し、トナー画像の安定化を行っている。
The developing device is a device that develops and visualizes the electrostatic latent image formed on the latent image carrier using a two-component developer composed of toner and carrier.
The developer whose toner has been consumed after completion of the development process in the development area is collected, mixed with the replenished toner, stirred, and again developed. In order to obtain a stable toner image, the developer used in the developing device having such a configuration needs to maintain a constant toner concentration and charge amount.
The toner density is adjusted by the amount of toner consumed during development and the amount of replenished toner, and the charge amount is given by frictional charging during mixing of the carrier and toner. In the developing device, the two-component developer composed of the toner and the carrier is sufficiently stirred to make the toner density distribution uniform, and the toner is charged to stabilize the toner image.
一般的な現像装置では、補給されたトナーが現像スリーブに汲み上がるまでのわずかな時間の間に2本の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・帯電付与を行っているため、特にトナーの収支が多い場合、補給されたトナーが十分に分散せずに、現像スリーブに汲み上がり、地汚れ、トナー飛散といった品質課題が発生している。
これを解決するために、現像部から離れた場所に別途撹拌部を設け、現像部と撹拌部とを現像剤循環手段によって接続し、撹拌部で現像剤の状態に応じた撹拌を行い、トナー濃度、帯電量を適切に調整した現像剤を現像部に供給する現像装置が提案されている(例えば特許文献1、2、3参照)。
撹拌部で調整(適正化)された現像剤はロータリフィーダで排出量を規制しながら、空気圧で現像部へ搬送(移送)するようになっている。
In a general developing device, toner is dispersed and charged by using the stirring effect of the rotation of two screws during a short time until the replenished toner is pumped up to the developing sleeve. Particularly when the toner balance is large, the replenished toner is not sufficiently dispersed but is drawn up to the developing sleeve, resulting in quality problems such as background contamination and toner scattering.
In order to solve this problem, a separate agitation unit is provided at a location distant from the development unit, the development unit and the agitation unit are connected by a developer circulation means, and the agitation unit performs agitation according to the state of the developer, and There has been proposed a developing device that supplies a developer with appropriately adjusted density and charge amount to a developing unit (see, for example,
The developer adjusted (optimized) by the agitating unit is conveyed (transferred) to the developing unit by air pressure while the discharge amount is regulated by a rotary feeder.
これら、空気を利用して現像剤を循環させる現像装置においては以下のような課題がある。
現像剤を、空気を利用して管内を連続的に搬送する場合、主な構成は現像剤貯蔵部(攪拌部)51、現像剤供給部(攪拌部51の下端部)、輸送管56等、空気供給源54である(図2参照)。
現像剤を空気の圧力(正圧)と流速を利用して搬送するため、空気搬送元と、搬送先(大気圧)には差圧が発生する。本発明の現像装置は、送られた現像剤が現像部50から、現像剤貯蔵部51に回収され、再び搬送される(循環している)ため、現像剤貯蔵部51も大気圧である。
従って、現像剤を現像部50へ搬送するためには、現像剤供給部をシールし、空気供給源の空気が貯蔵部へ洩れないようにする必要がある。
空気が洩れると、現像剤を搬送するための圧力が低下し、搬送量が十分に確保できない。また、空気が貯蔵部に逆流する(貯蔵部に圧力がかかる)と、貯蔵部から供給部に入る現像剤が逆流する空気によって妨げられ、排出量の低下、ばらつきが発生する。
These developing devices that circulate the developer using air have the following problems.
When the developer is continuously conveyed through the pipe using air, the main components are a developer storage part (stirring part) 51, a developer supply part (lower end part of the stirring part 51), a
Since the developer is transported using air pressure (positive pressure) and flow velocity, a differential pressure is generated between the air transport source and the transport destination (atmospheric pressure). In the developing device of the present invention, since the sent developer is collected from the developing
Therefore, in order to transport the developer to the developing
If air leaks, the pressure for transporting the developer decreases, and the transport amount cannot be secured sufficiently. Further, when the air flows back to the storage unit (pressure is applied to the storage unit), the developer entering the supply unit from the storage unit is hindered by the back-flowing air, and the discharge amount decreases and varies.
供給部における供給装置として一般的に用いられるものに、ロータリフィーダがある。ロータリフィーダは、回転する複数の羽根を持ったロータと、ロータを覆うステータとからなり、定量性、制御性に優れた方式であるが、シール性が不足すると前記した空気の逆流が発生する。
シール性を確保する方法として、ロータの羽を弾性体とし、ステータに食い込みを持たせる方法があるが、径時の劣化(ロータ、ステータの削れ)が顕著になり、実用的ではない。
特に現像剤のキャリアは、鉄やフェライトであるため、硬度が高く、この方法では耐久性を得ることは困難である。
A rotary feeder is commonly used as a supply device in the supply unit. The rotary feeder is composed of a rotor having a plurality of rotating blades and a stator that covers the rotor, and is a method with excellent quantitativeness and controllability. However, when the sealing property is insufficient, the above-described air backflow occurs.
As a method for ensuring the sealing performance, there is a method in which the rotor blades are made of an elastic body and the stator is bitten. However, the deterioration with time (rotation of the rotor and the stator) becomes remarkable, which is not practical.
In particular, since the developer carrier is iron or ferrite, the hardness is high, and it is difficult to obtain durability by this method.
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであって、短時間に効率よく、現像剤に与えるストレスを少なくして撹拌できるとともに、トナー帯電を行い、現像部に適切なトナー濃度と帯電量を持った現像剤を現像に必要な量だけ連続的に安定供給することができる現像装置、該現像装置を有する画像形成装置の提供を、その目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described points. The present invention can be efficiently stirred in a short time with less stress applied to the developer, and can be charged with toner. An object of the present invention is to provide a developing device capable of continuously and stably supplying an amount of developer in an amount necessary for development, and an image forming apparatus having the developing device.
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明では、潜像担持体上の潜像を現像する現像部と、該現像部の外部に設けられ、現像剤を収容する現像剤貯留部と、該現像剤貯留部の現像剤を排出する供給装置と、前記供給装置から排出された現像剤を前記現像部まで移送するための現像剤移送経路と、前記現像剤移送経路中に空気を供給する空気供給源と、を備え、前記供給装置から排出された現像剤を、前記空気供給源から供給された空気を利用して前記現像剤移送経路を移送させ、前記現像部に搬送する現像装置において、前記空気供給源から空気を供給する空気供給路が前記供給装置の排出側の移送経路に接続されており、前記供給装置の排出側と前記現像剤移送経路との間に、前記現像剤移送経路中の空気の流れる方向と成す角度のうち、空気の流れる方向上流側が鋭角となるように傾斜して固定されている板状部材を設けたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a developing unit that develops a latent image on the latent image carrier, and a developer storage unit that is provided outside the developing unit and stores the developer. , A supply device for discharging the developer in the developer storage unit, a developer transfer path for transferring the developer discharged from the supply device to the development unit, and supplying air into the developer transfer path An air supply source that transfers the developer discharged from the supply device to the developing unit by transferring the developer transfer path using the air supplied from the air supply source. An air supply path for supplying air from the air supply source is connected to a discharge path on the discharge side of the supply apparatus, and the developer is disposed between the discharge side of the supply apparatus and the developer transfer path. The angle formed with the direction of air flow in the transfer path Chi, wherein the upstream side of the flow of air is provided plate-like member fixed to be inclined such that acute angle.
請求項2記載の発明では、潜像担持体上の潜像を現像する現像部と、該現像部の外部に設けられ、現像剤を収容する現像剤貯留部と、該現像剤貯留部の現像剤を排出する供給装置と、前記供給装置から排出された現像剤を前記現像部まで移送するための現像剤移送経路と、前記現像剤移送経路中に空気を供給する空気供給源と、を備え、前記供給装置から排出された現像剤を、前記空気供給源から供給された空気を利用して前記現像剤移送経路を移送させ、前記現像部に搬送する現像装置において、前記供給装置の排出側と前記現像剤移送経路との間に、第1位置と、第2位置とに変位可能な板状部材を備え、前記板状部材は第2位置の時に第1位置よりも現像剤移送経路から前記供給装置側への空気の流入を制限することを特徴とする。
請求項3記載の発明では、請求項1記載の現像装置において、前記板状部材が、空気の供給方向に間隔をおいて複数設けられていることを特徴とする。
請求項4記載の発明では、請求項2記載の現像装置において、前記板状部材が、空気の流入を制限する第2位置と、前記供給装置による現像剤の排出を許容する第1位置とに変位可能であり、空気が供給されるとき、前記板状部材は空気の流入を制限する第2位置に設定されることを特徴とする。
According to the second aspect of the present invention, a developing unit that develops the latent image on the latent image carrier, a developer storing unit that is provided outside the developing unit and stores the developer, and development of the developer storing unit A supply device for discharging the developer, a developer transfer path for transferring the developer discharged from the supply device to the developing unit, and an air supply source for supplying air into the developer transfer path. In the developing device that transports the developer discharged from the supply device to the developing unit by using the air supplied from the air supply source and transports it to the developing unit, the discharge side of the supply device Between the first position and the developer transfer path, and a plate-shaped member that can be displaced between a first position and a second position. The plate-shaped member is located closer to the developer transfer path than the first position when in the second position. Inflow of air to the supply device side is limited .
In the invention of claim 3, wherein, in the developing apparatus according to claim 1, wherein said plate-like member, characterized in that at intervals the feed direction of the air are provided in plural.
According to a fourth aspect of the present invention, in the developing device according to the second aspect , the plate-like member has a second position that restricts the inflow of air and a first position that allows the developer to be discharged by the supply device. The plate-like member is displaceable, and when air is supplied, the plate-like member is set at a second position that restricts the inflow of air.
請求項5記載の発明では、請求項4記載の現像装置において、前記板状部材が現像剤の排出を許容する第1位置を保つように設けられ、空気が供給されるとき空気圧により空気の流入を制限する第2位置に変位することを特徴とする。
請求項6記載の発明では、請求項4記載の現像装置において、前記板状部材が自重により現像剤の排出を許容する第1位置を保つように設けられ、空気が供給されるとき空気圧により空気の流入を制限する第2位置に変位することを特徴とする。
請求項7記載の発明では、請求項4記載の現像装置において、前記板状部材を空気の流入を制限する第2位置と排出を許容する第1位置とに選択的に設定する駆動原を有してい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 fourth aspect, the plate-like member is provided so as to maintain a first position that allows the discharge of the developer, and when air is supplied, air flows in by air pressure. Displacement to a second position that restricts
According to a sixth aspect of the present invention, in the developing device according to the fourth aspect, the plate-like member is provided so as to maintain a first position allowing discharge of the developer by its own weight, and when air is supplied, the air is supplied by air pressure. It is characterized by being displaced to a second position that restricts the inflow of water .
According to a seventh aspect of the present invention, in the developing device according to the fourth aspect of the invention, there is provided a driving source that selectively sets the plate-like member to a second position that restricts the inflow of air and a first position that permits the discharge. It is characterized by that.
請求項8記載の発明では、請求項4〜7のいずれか1つに記載の現像装置において、前記板状部材は、空気の流入を制限する第2位置にあるとき、変位する端部は周囲に接触しないことを特徴とする。
請求項9記載の発明では、請求項4〜8のいずれか1つに記載の現像装置において、空気供給経路にバルブを設け、該バルブの切り替えにより空気を間欠供給することを特徴とする。
請求項10記載の発明では、画像形成装置において、請求項1〜9のいずれか1つに記載の現像装置を備えたことを特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in the developing device according to any one of the fourth to seventh aspects, when the plate-like member is in the second position that restricts the inflow of air, the displaced end portion is the periphery. It is characterized by not touching.
According to a ninth aspect of the present invention, in the developing device according to any one of the fourth to eighth aspects, a valve is provided in the air supply path, and air is intermittently supplied by switching the valve.
According to a tenth aspect of the present invention, an image forming apparatus includes the developing device according to any one of the first to ninth aspects.
本発明によれば、現像剤搬送に利用する空気が撹拌部へ流入する量を低減できるので、現像剤を確実に現像部に搬送でき、また撹拌部からの現像剤の排出量を安定化することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the amount of air used for developer conveyance flowing into the agitation unit, so that the developer can be reliably conveyed to the development unit, and the discharge amount of the developer from the agitation unit is stabilized. be able to.
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
第1の実施形態を図1乃至図6を参照して説明する。まず、図1に基づいて本実施形態に係る現像装置を備えた画像形成装置の構成の概要を説明する。
中間転写ユニット10における未定着像担持体としての中間転写ベルト8の下面に対向して、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した作像部6Y、6M、6C、6Bkが並設されている。これらの作像部6Y、6M、6C、6Bkは、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外は同一構造である。
各作像部6は、潜像担持体としての感光体ドラム1と、感光体ドラム1の周囲に配設された図示しない帯電手段、現像装置5、図示しないクリーニング手段等で構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
A first embodiment will be described with reference to FIGS. First, an outline of a configuration of an image forming apparatus including a developing device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
Opposite to the lower surface of the intermediate transfer belt 8 as an unfixed image carrier in the
Each image forming unit 6 includes a photosensitive drum 1 as a latent image carrier, a charging unit (not shown) disposed around the photosensitive drum 1, a developing device 5, a cleaning unit (not shown), and the like.
感光体ドラム1上で、作像プロセス(帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程)が行われ、感光体ドラム1上に所望のトナー像が形成される。
感光体ドラム1は、不図示の駆動部によって図中、時計回り方向に回転駆動され、帯電手段の位置で表面が一様に帯電される(帯電工程)。
その後、感光体ドラム1の表面は、不図示の露光部から発せられたレーザ光の照射位置に達して、この位置での露光走査によって静電潜像が形成される(露光工程)。
その後、感光体ドラム1の表面は、現像装置5との対向位置に達し、この位置で静電潜像が現像されて、所望のトナー像が形成される(現像工程)。
その後、感光体ドラム1の表面は、中間転写ベルト8及び1次転写バイアスローラ9との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1上のトナー像が中間転写ベルト8上に転写される(1次転写工程)。
その後、感光体1の表面は、クリーニング手段との対向位置に達し、この位置で感光体ドラム1上に残存した未転写トナーが回収される(クリーニング工程)。クリーニング後感光体ドラム1の表面は図示しない除電ローラにより電位を初期化される。こうして、感光体ドラム1上で行われる一連の作像プロセスが終了する。
An image forming process (charging process, exposure process, developing process, transfer process, cleaning process) is performed on the photosensitive drum 1, and a desired toner image is formed on the photosensitive drum 1.
The photosensitive drum 1 is rotationally driven in the clockwise direction in the figure by a driving unit (not shown), and the surface is uniformly charged at the position of the charging means (charging process).
Thereafter, the surface of the photosensitive drum 1 reaches an irradiation position of a laser beam emitted from an exposure unit (not shown), and an electrostatic latent image is formed by exposure scanning at this position (exposure process).
Thereafter, the surface of the photosensitive drum 1 reaches a position facing the developing device 5, and the electrostatic latent image is developed at this position to form a desired toner image (developing process).
Thereafter, the surface of the photosensitive drum 1 reaches a position facing the intermediate transfer belt 8 and the primary transfer bias roller 9, and the toner image on the photosensitive drum 1 is transferred onto the intermediate transfer belt 8 at this position. (Primary transfer process).
Thereafter, the surface of the photoreceptor 1 reaches a position facing the cleaning unit, and untransferred toner remaining on the photoreceptor drum 1 is collected at this position (cleaning step). After cleaning, the surface of the photosensitive drum 1 is initialized with the potential of a neutralizing roller (not shown). Thus, a series of image forming processes performed on the photosensitive drum 1 is completed.
上述した作像プロセスは、図1に示すように、4つの作像部6Y、6M、6C、6Bkで、それぞれ行われる。すなわち、作像部の下方に配設された不図示の露光部(光書き込み装置)から、画像情報に基づいたレーザ光が、各作像部6Y、6M、6C、6Bkの感光体ドラム上に向けて照射される。その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト8上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト8上にカラー画像が形成される。
As shown in FIG. 1, the image forming process described above is performed by each of the four
4つの1次転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9Bkは、それぞれ、中間転写ベルト8を感光体ドラム1Y、1M、1C、1Bkとの間に挟み込んで1次転写ニップを形成している。1次転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9Bkにはトナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。
中間転写ベルト8は、矢印方向に走行して、各1次転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9Bkの1次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム1Y、1M、1C、1Bk上の各色のトナー像が、中間転写ベルト8上に重ねて1次転写される。
The four primary
The intermediate transfer belt 8 runs in the direction of the arrow and sequentially passes through the primary transfer nips of the primary
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト8は、2次転写手段としての2次転写ローラ19との対向位置に達する。中間転写ベルト8上に形成されたカラートナー像は、2次転写ニップの位置に搬送された記録媒体としての転写紙P上に転写される。
こうして、中間転写ベルト8上で行われる、一連の転写プロセスが終了する。
装置本体100の下部に配設された給紙部26には転写紙Pが複数枚重ねて収納されており、給紙コロ27により1枚ずつ分離されて給紙される。給紙された転写紙Pはレジストローラ対28で一旦停止され、斜めずれを修正された後レジストローラ対28により所定のタイミングで2次転写ニップに向けて搬送される。そして、上記のように、2次転写ニップにおいて転写紙P上に、所望のカラー画像が転写される。
Thereafter, the intermediate transfer belt 8 onto which the toner images of the respective colors are transferred in a superimposed manner reaches a position facing the
Thus, a series of transfer processes performed on the intermediate transfer belt 8 is completed.
A plurality of transfer sheets P are stored in a
2次転写ニップの位置でカラー画像を転写された転写紙Pは、定着部20へ搬送され、ここで、定着ローラ及び圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像を定着される。
定着を終えた転写紙Pは、排紙ローラ対29により、装置本体上面に形成された排紙部30へ出力画像として排出され、スタックされる。こうして、画像形成装置における一連の画像形成プロセスが完了する。
図1において、符号32は読み取り部を示している。
The transfer paper P onto which the color image has been transferred at the position of the secondary transfer nip is conveyed to the fixing
After the fixing, the transfer paper P is discharged as an output image to the
In FIG. 1, the code |
次に、現像剤攪拌・循環システムとしての現像装置5の構成を詳細に説明する。
図2に示すように、現像装置5は、感光体ドラム1上の静電潜像を現像する現像部50と、現像部50から離れた位置で現像剤(以下、単に「剤」ともいう)の状態に応じた撹拌を行う現像剤貯留部としての撹拌部51と、撹拌部51にトナーを補給するためのトナーカートリッジ52と、撹拌部51の下方に設けられた供給装置としてのロータリフィーダ53と、現像剤を空気圧で搬送する現像剤循環駆動源で空気供給源としてのエアポンプ54等を有している。図1では現像部50のみ示している。
現像部50と撹拌部51との間は循環路55で接続され、ロータリフィーダ53と現像部50との間は現像剤移送経路としての循環路56で接続されている。トナーカートリッジ52と撹拌部51はトナー補給路57で接続され、エアポンプ54とロータリフィーダ53は管路58で接続されている。
図2において、符号59はトナー補給駆動源としてのモータを、60は攪拌駆動源としてのモータを、61はロータリフィーダ53の駆動源としてのモータをそれぞれ示している。
Next, the configuration of the developing device 5 as the developer agitation / circulation system will be described in detail.
As shown in FIG. 2, the developing device 5 includes a developing
The developing
In FIG. 2,
現像部50は、図6に示すように、現像器を構成するケーシング62と、ケーシング62内に回転可能に支持され、螺旋状のフィンを有する搬送スクリュ63、64と、現像ローラ65を有している。ケーシング62内には、トナーとキャリアを混合した2成分現像剤が入っている。搬送スクリュ63、64により現像剤はケーシング62内で循環搬送される。
搬送スクリュ63によって、現像剤が図中手前から奥側に搬送され、この一部が、現像ローラ65によって磁力で吸い上げられて吸着され、ドクターブレード66で均一な厚さに均されてから、感光体ドラム1に接することで感光体ドラム1上の静電潜像をトナーで現像してトナー像が形成される。
As shown in FIG. 6, the developing
The developer is transported from the front side to the back side in the drawing by the
現像後の現像剤は搬送スクリュ64の端部に構成された排出口67(図2参照)から、循環路55を通って撹拌部51に搬送される。搬送スクリュ64の最下流に図示しないトナー濃度検知手段が設置されており、その信号を基にトナーカートリッジ52からトナー補給が行われる。
トナー補給はモータ59によってトナー補給路57内の図示しないスクリュを回転させることで行われる。トナー補給は循環経路内で撹拌部51の入り口直前の部位で行われる。
撹拌部51では現像後の現像剤と、補給されたトナーとが混合され適切なトナー濃度と帯電量を持つ現像剤となる。この現像剤は、図3に示すように、撹拌部51の下部に形成された排出口70を通り、ロータリフィーダ53に入る。
ロータリフィーダ53内のロータ75の回転により、現像剤は下方に定量的に排出され、循環路56を通り、受取口68を介して再び現像部50に供給される。
The developed developer is transported from the discharge port 67 (see FIG. 2) formed at the end of the
Toner supply is performed by rotating a screw (not shown) in the
In the stirring
The developer is quantitatively discharged downward by the rotation of the
図3は撹拌部51の断面図である。撹拌部51の上面には現像剤補給口69が、下面には排出口70が設けられており、攪拌部本体51aは、排出口70に向かうほど径が細くなる逆円錐型の形状を有している。
攪拌部本体51a内の中心には下から上に剤を搬送するスクリュ71が、その外側には回転可能な2本の攪拌部材72が設けられており、これらの撹拌部材の回転動作によって現像剤が攪拌・混合される。
外側の撹拌部材72とスクリュ71はモータ60によって回転する。スクリュ71はモータ60と直結されており、外側の撹拌部材72は、減速ギヤ列73a〜73dを介して回転する。撹拌部材72は、図3(a)に示すように、減速ギヤ列に直結された支持部74に対して斜めに固定されている。
撹拌部51での補給口69から、排出口70までの搬送は重力を利用している。撹拌部51にはバッファとして常に現像剤が存在するため、未混合の現像剤がそのまま排出されることはない。
ロータリフィーダ53は、モータ61によって回転され、放射状に延びる複数の羽根75aを有するロータ75と、ロータ75を覆うステータ76を有している。ロータリフィーダ53と、循環路56及び管路58は継手管路77で接続されている。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the stirring
A
The outer stirring
The conveyance from the
The
図4は、撹拌部51における攪拌時の現像剤の流れを表す模式図である。
スクリュ71の回転によって矢印Aの向きに下から上に持ち上げられた剤は、外側を回転する撹拌部材72の回転に伴い矢印Bの向きに移動し、再びスクリュ71の周囲に寄せ集められる。
このように撹拌部51では絶えず現像剤が対流している。この対流により、容器内(攪拌部本体51a内)全体が均一に混合される仕組みである。トナーの帯電はトナーとキャリアの摩擦によって付与されるため、帯電量をすばやく得るためにはトナーとキャリアの接触確率を上げることが重要である。
本発明者らの検討によって、撹拌部51内で現像剤が対流することにより接触確率が上がり、かつ、現像剤へのダメージも少ないことが分かった。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the flow of the developer during stirring in the stirring
The agent lifted upward in the direction of the arrow A by the rotation of the
As described above, the developer is constantly convected in the stirring
As a result of the study by the present inventors, it has been found that the contact probability is increased by convection of the developer in the stirring
次に、ロータリフィーダ部について詳細に説明する。
ロータリフィーダ53のロータ75とステータ76は、図5に示すように、ロータ75の羽根75aの先端とステータ76の内面との間にクリアランスを持って設けられている。
上述のように、ロータ75とステータ76との間に隙間があると、エアポンプ54から発生したエアの一部が、この隙間を通り、撹拌部51に流れ込み、現像剤を現像部50に送るためのエアが減少する(圧力が低下する)。
当然、隙間が大きいほどエアが通り易い。ところが、現像剤を搬送しているときは、この隙間に現像剤が入り込み、シールの効果が発生し、上記空気の洩れが減少する。但し、隙間が大きすぎるとシールの効果が無くなり、エアの洩れを防ぐことができない。
すなわち、ロータリフィーダ53から排出された、現像剤を効率よく搬送するためにはエアポンプ54のエアを可能な限り、撹拌部51に流入させ無いほうが良い。
Next, the rotary feeder unit will be described in detail.
As shown in FIG. 5, the
As described above, if there is a gap between the
Of course, the larger the gap, the easier the air will pass. However, when the developer is being transported, the developer enters the gap to generate a sealing effect, and the air leakage is reduced. However, if the gap is too large, the sealing effect is lost and air leakage cannot be prevented.
That is, in order to efficiently convey the developer discharged from the
そこで、本実施形態では、ロータリフィーダ53の排出側と現像剤移送経路との間(ここでは継手管路77内)に、ロータリフィーダ53側への空気の流入を規制する板状の空気流入規制部材80を配置した。空気流入規制部材80は空気の供給方向へ間隔をおいて3枚固定配置されている。
エアポンプ54から送られてくるエアが混合部としての継手管路77内に到達すると、循環路56に現像剤と共に現像部50に移送されるエアと、上部のロータリフィーダ53側に逆流しようとするエアがあるが、空気流入規制部材80がエアの流れを規制するため、ロータリフィーダ53側に逆流するエアが低減される。
空気流入規制部材80は、その上端部がエアポンプ54側に寄るように傾斜し、水平線とのなす角θが鋭角になるように設置されているため、ロータリフィーダ53側へ向かう空気流を規制する効果が高い。ロータリフィーダ53から排出される現像剤は、空気流入規制部材80と継手管路77内面との間、及び空気流入規制部材80間を通って落下する。
空気流入規制部材80は1枚でも良いが、複数枚設けた方が空気流入規制機能は高い。
Therefore, in the present embodiment, a plate-like air inflow restriction that restricts the inflow of air to the
When the air sent from the
The air
Although one air
図7に基づいて、第2の実施形態を説明する。なお、上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する(以下の他の実施形態において同じ)。
上記実施形態では、空気流入規制部材80を混合部に固定配置する構成としたが、この場合、以下の懸念がある。
空気流入規制部材80間を現像剤が通過可能であるものの、空気流入規制部材80はロータリフィーダ53から排出される現像剤の流れを妨げる存在となるため、ロータリフィーダ53からの排出量が低下する虞がある。
すなわち、ロータリフィーダ53内の現像剤がすべて落下せず、合流部に溜まり再び上方に戻る懸念がある。
また、現像剤の経路が狭くなると、現像剤が架橋して詰まりを起こす可能性がある。
本実施形態ではこのような懸念を解消することを目的としている。
A second embodiment will be described based on FIG. Note that the same parts as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and unless otherwise specified, description of the configuration and functions already described is omitted, and only the main part will be described (the same applies to other embodiments below).
In the said embodiment, although it was set as the structure which fixes and arranges the air
Although the developer can pass between the air
That is, there is a concern that all the developer in the
Further, when the developer path becomes narrow, the developer may be cross-linked to cause clogging.
The present embodiment aims to eliminate such concerns.
図7(a)に示すように、継手管路77内には、中央部を回転(変位)可能に軸支された単板状の空気流入規制部材81が設けられている。
空気流入規制部材81は、空気供給がなされないときは図しない弾性部材(例えばバネ)により図に示す現像剤の排出を許容する第1位置を保つようになっている。
エアポンプ54により空気供給がなされると、図7(b)に示すように、空気流入規制部材81は空気圧で回転変位し、ロータリフィーダ53側への空気の流入を規制する第2位置に自動的に設定される。したがって、空気が供給されている間はロータリフィーダ53側への空気流路は空気流入規制部材81により塞がれ、空気漏れはほとんど生じない。
エアポンプ54を間欠的に動作させる制御により、現像剤を効率的に現像部50へ搬送することができる。
本実施形態では、空気流入規制部材81を弾性力で「現像剤の排出を許容する位置」に保つ構成としたが、磁力で保つようにしてもよく、下半部又は下端部を重くして自重で保つようにしてもよい。
As shown in FIG. 7A, a single plate-like air
The air
When air is supplied by the
By controlling the
In the present embodiment, the air
本実施形態では、「空気の流入を規制する位置」において空気流入規制部材81が継手管路77の内面に接触する構成としているが、この場合現像剤を挟み込んで現像剤を劣化させる虞がある。
このような懸念を無くすには、空気流入規制部材81の外側両端部が継手管路77の内面に接触する直前に当接する部材(例えば突起や棒状部材)を設けて継手管路77の内面との間に隙間ができるようにすればよい(以下の他の実施形態において同じ)。
隙間があっても現像剤が上部(ロータリフィーダ側)に溜まっているため、この隙間によってロータリフィーダ53側へ空気が入り込むことはほとんどない。
In the present embodiment, the air
In order to eliminate such a concern, a member (for example, a protrusion or a rod-like member) that comes into contact immediately before the outer end portions of the air
Even if there is a gap, the developer is accumulated in the upper part (rotary feeder side), so that the air hardly enters the
図8に第3の実施形態を示す。
本実施形態における空気流入規制部材82は、図8(a)に示すように、単板形状を有し、その上端部がステータ76の内面に回動自在に軸支されている。空気流入規制部材82の下端部は、継手管路77の空気通路を塞ぐように垂れ下がり、現像剤の排出を許容する第1位置を自重で保つようになっている。
エアポンプ54により空気供給がなされると、図8(b)に示すように、空気流入規制部材82は上端を支点として空気圧で回転変位し、ロータリフィーダ53側への空気の流入を規制する第2位置に自動的に設定される。
したがって、空気が供給されている間はロータリフィーダ53側への空気流路は空気流入規制部材82により塞がれ、空気漏れはほとんど生じない。空気供給が停止すると、自重で元の位置(現像剤の排出を許容する位置)に復帰する。
本実施形態においても、エアポンプ54を間欠的に動作させる制御により、現像剤を効率的に現像部50へ搬送することができる。
FIG. 8 shows a third embodiment.
As shown in FIG. 8A, the air
When the air supply is made by an
Therefore, while the air is supplied, the air flow path toward the
Also in the present embodiment, the developer can be efficiently conveyed to the developing
図9〜図12に基づいて第4の実施形態を説明する。
本実施形態における空気流入規制部材83は、図9に示すように、単板形状を有し、その上端部がステータ76の内面に回転自在に支持された回動軸84に固定されている。
図10に示すように、回動軸84はモータ85により駆動されるようになっている。図9は空気流入規制部材83が現像剤の排出を許容する位置に設定されている状態を示している。
空気が供給されるときは空気流入規制部材83は、図11に示すように、図示しない制御手段によるモータ85の制御により空気の流入を規制する位置に自動的に設定される。
図9に示すように、エアポンプ54と混合部の間にはバルブ86が配置されており、バルブ86は電気信号により内部のエア経路が、混合部と図中のN方向に切り替え可能となっている。
A fourth embodiment will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 9, the air
As shown in FIG. 10, the
When air is supplied, the air
As shown in FIG. 9, a
空気流入規制部材83とバルブ86は同期して、ON/OFFを繰り返す制御となっており、空気流入規制部材83が図9に示す状態ではエアはN方向に排出され、図11に示す状態のときはバルブ86が切り替わって混合部に流入する。すなわちエアが間欠で供給される。
バルブ86を用いることで、電気信号等により容易に空気供給をON/OFFすることができる。特に、空気供給源にモータを利用したエアポンプを使用した場合、モータのON/OFF制御では慣性によりモータは直ちに回転/停止できないため、空気供給のレスポンスが悪いが、バルブ86による開閉方式とすれば、良好な応答性を得ることができる。
このようにエアを利用すると、エアが混合部に流入し現像剤を移送するときは、空気流入規制部材83がロータリフィーダ53と混合部を遮断するため、エアがロータリフィーダ53側に流入するのを大幅に低減することが可能である。
上述のように、空気流入規制部材83は混合部(継手管路77)の内面とステータ76の内面に対し完全に接触する必要はない。0.1mm以下程度のクリアランスがあってもよい。このクリアランス部にはロータリフィーダ53から排出された現像剤が埋まっているため、この程度の隙間であればほとんどエアが流れ込むことがないからである。
The air
By using the
When air is used in this way, when air flows into the mixing unit and the developer is transferred, the air
As described above, the air
間欠でエアが供給されることにより、連続で供給している場合と比べ、現像剤の流量は減少する懸念があるが、前述したように連続でエアが供給されても、ロータリフィーダ53側に流れ込むと、搬送に利用されるエアが減少し、逆に流量の低下が起きる。
また、このエアにより撹拌部51から落下する現像剤が妨げられるため、ロータリフィーダ53に入り込む現像剤量が低下し、さらに流量が低下する。
本実施形態ではこのような流量低下は起きないため、同条件(ロータリフィーダの大きさ、回転数、エアの量)では流量は連続供給より多くなる。
図12に連続供給と間欠供給の現像剤移送実験の結果を示す。間欠供給は0.5sec間隔でエアと空気流入規制部材83をON/OFFした時の供給量の結果である。
ロータリフィーダ53はエア間欠動作に合わせて、間欠にすることもできるが、この実験では連続で回転している。
以上のように、空気がロータリフィーダ53側に流入するのを低減させることにより、エアを最大限、現像剤の搬送に利用することができるため、高効率かつ確実に現像剤を安定移送することができる。
There is a concern that the flow rate of the developer may be reduced by intermittently supplying air as compared to the case where the air is continuously supplied. However, even if air is continuously supplied as described above, the flow to the
Moreover, since the developer falling from the stirring
In the present embodiment, since such a flow rate decrease does not occur, the flow rate is larger than the continuous supply under the same conditions (the size of the rotary feeder, the rotation speed, and the amount of air).
FIG. 12 shows the results of a developer transfer experiment with continuous supply and intermittent supply. The intermittent supply is a result of the supply amount when the air and the air
The
As described above, by reducing the inflow of air to the
1 潜像担持体としての感光体ドラム
5 現像装置
50 現像部
51 撹拌部
53 ロータリフィーダ
75 ロータ
76 ステータ
80、81、82、83 空気流入規制部材
85 駆動源としてのモータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photosensitive drum as a latent image carrier 5 Developing
Claims (10)
前記供給装置から排出された現像剤を前記現像部まで移送するための現像剤移送経路と、
前記現像剤移送経路中に空気を供給する空気供給源と、
を備え、前記供給装置から排出された現像剤を、前記空気供給源から供給された空気を利用して前記現像剤移送経路を移送させ、前記現像部に搬送する現像装置において、
前記空気供給源から空気を供給する空気供給路が前記供給装置の排出側の移送経路に接続されており、
前記供給装置の排出側と前記現像剤移送経路との間に、前記現像剤移送経路中の空気の流れる方向と成す角度のうち、空気の流れる方向上流側が鋭角となるように傾斜して固定されている板状部材を設けたことを特徴とする現像装置。 A developing unit that develops the latent image on the latent image carrier, a developer storing unit that is provided outside the developing unit and stores the developer, and a supply device that discharges the developer in the developer storing unit;
A developer transfer path for transferring the developer discharged from the supply device to the developing unit;
An air supply source for supplying air into the developer transfer path;
A developing device that transports the developer discharged from the supply device through the developer transfer path using the air supplied from the air supply source and transports the developer to the developing unit.
An air supply path for supplying air from the air supply source is connected to a transfer path on the discharge side of the supply device;
Between the discharge side of the supply device and the developer transfer path, the angle between the air flow direction in the developer transfer path and the upstream side in the air flow direction is fixed so as to be an acute angle. A developing device comprising a plate-like member.
前記供給装置から排出された現像剤を前記現像部まで移送するための現像剤移送経路と、
前記現像剤移送経路中に空気を供給する空気供給源と、
を備え、前記供給装置から排出された現像剤を、前記空気供給源から供給された空気を利用して前記現像剤移送経路を移送させ、前記現像部に搬送する現像装置において、
前記供給装置の排出側と前記現像剤移送経路との間に、第1位置と、第2位置とに変位可能な板状部材を備え、前記板状部材は第2位置の時に第1位置よりも現像剤移送経路から前記供給装置側への空気の流入を制限することを特徴とする現像装置。 A developing unit that develops the latent image on the latent image carrier, a developer storing unit that is provided outside the developing unit and stores the developer, and a supply device that discharges the developer in the developer storing unit;
A developer transfer path for transferring the developer discharged from the supply device to the developing unit;
An air supply source for supplying air into the developer transfer path;
A developing device that transports the developer discharged from the supply device through the developer transfer path using the air supplied from the air supply source and transports the developer to the developing unit.
A plate-like member displaceable between a first position and a second position is provided between the discharge side of the supply device and the developer transfer path, and the plate-like member is at the second position from the first position. And a developing device which restricts the inflow of air from the developer transfer path to the supply device side.
前記板状部材が、空気の供給方向に間隔をおいて複数設けられていることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1,
A developing device, wherein a plurality of the plate-like members are provided at intervals in the air supply direction.
前記板状部材が、空気の流入を制限する第2位置と、前記供給装置による現像剤の排出を許容する第1位置とに変位可能であり、空気が供給されるとき、前記板状部材は空気の流入を制限する第2位置に設定されることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 2, wherein
The plate-like member is displaceable between a second position that restricts the inflow of air and a first position that allows the developer to be discharged by the supply device, and when the air is supplied, the plate-like member is A developing device, wherein the developing device is set at a second position for restricting inflow of air.
前記板状部材が現像剤の排出を許容する第1位置を保つように設けられ、空気が供給されるとき空気圧により空気の流入を制限する第2位置に変位することを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 4.
The developing device, wherein the plate-like member is provided so as to maintain a first position where discharge of the developer is allowed, and is displaced to a second position where air inflow is restricted by air pressure when air is supplied.
前記板状部材が自重により現像剤の排出を許容する第1位置を保つように設けられ、空気が供給されるとき空気圧により空気の流入を制限する第2位置に変位することを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 4.
The development is characterized in that the plate-like member is provided so as to maintain a first position allowing discharge of the developer by its own weight, and is displaced to a second position where air inflow is restricted by air pressure when air is supplied. apparatus.
前記板状部材を空気の流入を制限する第2位置と排出を許容する第1位置とに選択的に設定する駆動原を有していることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 4.
A developing device comprising: a driving source that selectively sets the plate-like member to a second position for restricting inflow of air and a first position for permitting discharge.
前記板状部材は、空気の流入を制限する第2位置にあるとき、変位する端部は周囲に接触しないことを特徴とする現像装置。 In the developing device according to any one of claims 4 to 7,
The developing device according to claim 1, wherein when the plate-like member is in a second position that restricts the inflow of air, the displaced end portion does not contact the periphery.
空気供給経路にバルブを設け、該バルブの切り替えにより空気を間欠供給することを特徴とする現像装置。 In the developing device according to any one of claims 4 to 8,
A developing device characterized in that a valve is provided in an air supply path, and air is intermittently supplied by switching the valve.
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