JP3832551B2 - Development device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法を用いる複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、特に、現像器に交換用トナーを供給するための現像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
上記方式の画像形成装置においては、回転駆動される感光体等の像担持体と、この感光体上に静電潜像を順次形成する潜像形成手段と、前記静電潜像をトナー像に現像する現像手段と、感光体上の複数色のトナー像を記録媒体に転写する転写装置を備えている。
【0003】
従来、上記現像装置において、感光体に接する現像ローラを備える現像器と、この現像器に着脱自在に装着され、現像器側にトナーを供給するトナーカートリッジを備える方式がある。例えば、特開平2−287476号公報においては、トナーカートリッジに可動シャッタを設け、トナーカートリッジの現像器への着脱時において、可動シャッタを開閉させトナーの漏洩を防止する提案を行っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の現像装置においては、現像器側のトナー供給口が常時開口されているため、トナーカートリッジの現像器への着脱時にトナーが漏れてユーザの手や服を汚してしまったり、また、トナー供給口にユーザの指が入ってしまい汚れてしまうという問題を有している。さらに、現像器の寿命でこれを交換する際、現像器をリサイクルのため輸送するが、輸送時の振動等によりトナーが漏れてしまうという問題を有している。
【0005】
本発明は、上記従来の問題を解決するものであって、トナーカートリッジの現像器への着脱時において、トナーの漏洩をほぼ完全に防止することができる現像装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
そのために本発明の現像装置は、現像器側に設けられるトナー注入口、トナー注入口を開閉するシャッタおよびシャッタ係合片と、トナーカートリッジ側に設けられるトナー排出口、トナー排出口を開閉するシャッタおよびシャッタ係合片とを備え、現像器側のシャッタとカートリッジ側のシャッタを、それぞれカートリッジ側のシャッタ係合片と現像器側のシャッタ係合片により保持し、トナーカートリッジを回動することにより、トナー排出口とトナー注入口を開閉させる現像装置であって、前記シャッタの両側端を摺動自在に保持するガイドレールと、該ガイドレールの内面と現像ハウジング間の間隔がトナー注入口側で狭くなるようにガイドレールの内面に形成された段部と、前記ガイドレールの内面に固着された弾性部材とを備えたことを特徴とする。
以上
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図1は本発明が適用される画像形成装置の1例を示す全体構成図である。この画像形成装置は、4色のトナーによりフルカラー画像を形成することができるカラー電子写真プリンタであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、感光体等の像担持体にトナー像を形成する方式の画像形成装置の全てに適用可能である。
【0008】
感光体1は、薄肉円筒状の導電性基材とその表面に形成された感光層とを有し、図示しない駆動手段によって図示矢印方向に回転駆動される。この感光体1の周囲には、その回転方向に沿って、帯電手段としての帯電ローラ2、感光体1上に静電潜像を形成するための露光ユニット3、静電潜像を現像するための現像器ユニット4、感光体1上に形成されたトナー像を中間転写ベルト7上に転写するための中間転写装置5、感光体1上に残留するトナーを除去するための感光体クリーニング装置6が配置されている。
【0009】
現像器ユニット4は、イエロー用現像器4Y、シアン用現像器4C、マゼンタ用現像器4Mおよびブラック用現像器4Kからなり、各現像器は、現像ハウジング4a内に配設された現像ローラ4bを備えている。そして、これらの現像器4Y、4C、4M、4Kはそれぞれ感光体1に対して揺動可能に配設され、感光体1の1回転毎に選択的に一つの現像器の現像ローラ4bのみが感光体1に当接可能にされている。
【0010】
中間転写装置5は、中間転写ベルト7を走行させるための駆動ローラ9、一次転写用バックアップローラ10、二次転写用バックアップローラ11等から構成され、これら各ローラの周りに無端状の中間転写ベルト7が張架されている。中間転写ベルト7は、感光体1側に一次転写用バックアップローラ10により付勢されており、ここに一次転写部T1が形成されている。また、二次転写用バックアップローラ11には中間転写ベルト7を介在して二次転写ローラ12が対向配置され、ここに二次転写部T2が形成されている。
【0011】
上記構成からなる画像形成装置の作用について説明する。図示しないコンピュータからの画像形成信号が入力されると、感光体1、現像器ユニット4の各現像ローラ4bおよび中間転写ベルト7が回転駆動される。先ず、感光体1の外周面が帯電ローラ2によって一様に帯電され、一様に帯電された感光体1の外周面に、露光ユニット3によって第1色目(例えばイエロー)の画像情報に応じた選択的な露光Lがなされ、イエローの静電潜像が形成される。
【0012】
感光体1には、イエロー用現像器4Yの現像ローラ4bのみが接触し、これによってイエローの静電潜像のトナー像が感光体1上に形成される。中間転写ベルト7には上記トナーの帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加され、感光体1上に形成されたトナー像が、一次転写部T1において中間転写ベルト7上に転写される。感光体1上に残留しているトナーは感光体クリーニング装置6によって除去された後、感光体1の外周面は除電手段(図示せず)により除電される。
【0013】
上記の動作が画像形成信号の第2色目、第3色目、第4色目に対応して、感光体1と中間転写ベルト7の1回転による潜像形成、現像が繰り返され、前記画像形成信号の内容に応じた4色のトナー像が中間転写ベルト7上において重ね会わされて転写される。そして、このフルカラー画像が二次転写部T2に達するタイミングで、シートSが矢印方向から二次転写部T2に供給され、このとき、転写ローラ12が中間転写ベルト7に押圧されるとともに二次転写電圧が印加され、中間転写ベルト7上のフルカラートナー像が記録媒体S上に転写される。
【0014】
そして、本発明に係わるトナーカートリッジ13が、現像器4Yの現像ハウジング4aに着脱自在に装着可能にされている。なお、他の現像器4C、4M、4Kについても同様である。トナーカートリッジ13は、ケース本体13aと、ケース本体13aに形成されたトナー排出口13bを備え、トナーカートリッジ13を現像ハウジング4aに装着したとき、トナー排出口13bから現像ハウジング4aのトナー供給口4cにトナーが供給されるように構成されている。そして、ケース本体13a内には、その上流側に回転搬送部材14が配設され、下流側に回転圧縮部材15が配設されている。
【0015】
図2(A)は、図1のトナーカートリッジの水平断面図、図2(B)は図2(A)の回転圧縮部材をB方向から見た図、図2(C)は図2(A)のC−C線に沿う断面図である。
【0016】
図2には、図1で説明したケース本体13a、ケース本体13aの中央部に設けられたトナー排出口13b、回転搬送部材14および回転圧縮部材15が示されている。ケース本体13aの底部には突部13cが形成されており、ケース本体13aは、回転搬送部材14側の断面積が回転圧縮部材15の断面積よりも大きく設計されている。
【0017】
回転搬送部材14は、ケース本体13aに回転自在に支持される回転軸14aと、回転軸14aに固定された複数のプレート状の搬送板14bとを備えている。また、回転圧縮部材15は、ケース本体13aに回転自在に支持される回転軸15aと、回転軸15aにトナー排出口13bに対向して固定される送り出し部材15bと、送り出し板15bの両側で回転軸15aに樹脂で一体成形された圧縮羽根15cとを備えている。
【0018】
前記送り出し部材15bは、回転軸15aの回りに90°間隔で水平板15dをロッド15eで支持した構造となっており、また、圧縮羽根15cは、半円板を交互に傾斜させて回転軸15aに連結させた構造となっている。回転搬送部材14および回転圧縮部材15の回転軸14a、15aの一端には球状部16が形成されており、この球状部16はケース本体13aに形成された軸受部1dに枢支され、回転軸14a、15aの他端には従動歯車(図3参照)が連結されている。前記球状部16は軸受部1dに点で接触されるため、回転軸14a、15aに作用するトルクを低減させることができる。
【0019】
トナーカートリッジ13内に充填されているトナーは、回転搬送部材14の搬送板14bにより回転圧縮部材15側に搬送され、トナーは両部材14、15の間で圧縮され、次いで、回転圧縮部材15の両サイドの圧縮羽根15cの作用により、トナーは圧縮されながら中央に寄せられて送り出し部材15bによりトナー排出口13bから排出され、現像器4Y側のトナー注入口4cに供給される。これにより、回転圧縮部材15の1回転で掻き出すトナー量が増加し、また、圧縮されているため、空気との接触面積が減少し湿度の影響を受けることがなく、安定したトナー排出量が得られる。
【0020】
図3は、図1の現像器4Yとトナーカートリッジ13の側面図である。回転搬送部材14および回転圧縮部材15の回転軸14a、15aの端部には、それぞれ従動歯車17、18が連結され、これら従動歯車17、18は駆動歯車19に噛合され、また、トナーカートリッジ13を現像器4Yに装着したとき、従動歯車18は現像器4Y側の駆動歯車20に噛合され、これにより、駆動歯車19の回転が歯車17、18、20に伝達されるように構成されている。なお、現像器4Y側の駆動歯車20は、現像器内のトナーを搬送する搬送部材を回転させるものである。回転圧縮部材15の回転軸15aは可撓性の樹脂で成形されているため、トナーカートリッジ13を現像器4Yに装着する際、従動歯車18と駆動歯車20が噛み合わないときに、回転軸15aが逃げるようにして両歯車の噛み合わせを容易にしている。
【0021】
次に、図4〜図6により、本発明の現像装置の1実施形態について説明する。なお、以下の説明では各図面間で同一の構成には同一番号を付けて説明を省略する場合がある。
【0022】
図4(A)はトナーカートリッジの断面図、図4(B)は正面図である。ケース本体13aの前面には、トナー排出口13bが形成され、このトナー排出口13bの左右両側にガイドレール21、21が設けられ、ガイドレール21、21間にカートリッジ側のシャッタ22が摺動自在に配設されている。また、カートリッジ側のシャッタ22の下方に一対のシャッタ係合片23が形成されている。
【0023】
図5(A)は現像器の断面図、図5(B)は正面図、図5(C)は図5(B)のC−C線で切断し矢印方向に見た断面図である。現像ハウジング4aの後面には、トナー注入口4cが形成され、このトナー注入口4cの左右両側にガイドレール24、24が設けられ、ガイドレール24、24間に現像器側のシャッタ25が摺動自在に配設されている。また、現像器側用シャッタ25の上方に一対のシャッタ係合片26が形成されている。図5(C)において、ガイドレール24には、上下に取付片24aが形成され、現像ハウジング4に取り付けられている。
また、ガイドレール24の内面には段部24bが形成され、これによりガイドレール24の内面と現像ハウジング4a間の間隔がトナー注入口4c側で狭くなるように形成されている。そして、ガイドレール24の内面に弾性部材27が貼着されている。
【0024】
図6は、上記構成からなるトナーカートリッジの現像器への着脱作用を説明するための図である。図6(A)は、図4(A)に示す状態のトナーカートリッジ13を、図5(A)に示す状態の現像器4Yに装着した状態を示し、この状態では、カートリッジ側のトナー排出口13bはカートリッジ側のシャッタ22で閉塞され、且つ、現像器側のトナー注入口4cは現像器側のシャッタ25で閉塞されている。トナー排出口13bはトナー注入口4cより上部に位置し、トナー排出口13bとトナー注入口4cがオーバーラップしないように構成されている。そして、カートリッジ側のシャッタ22の上部および下部は、現像器側のシャッタ係合片26に係合され、現像器側のシャッタ25の上部および下部は、カートリッジ側のシャッタ係合片23に係合されている。
【0025】
上記の状態から図示矢印B方向にケース本体13aを回動させると、図6(B)に示すように、カートリッジ側のシャッタ22は、現像器側のシャッタ係合片26により保持され、トナー排出口13bは上から下に移動してカートリッジ側のシャッタ22の下方に移動し、また、現像器側のシャッタ25は、カートリッジ側のシャッタ係合片23によりトナー注入口4cの下方に移動するため、トナー排出口13bとトナー注入口4cが開口し連通されることになる。
【0026】
また、図6(B)に示す状態から、図示矢印A方向にケース本体13aを回動させると、図6(A)に示すように、トナー排出口13bはカートリッジ側のシャッタ22側に移動し、また、現像器側のシャッタ25は、カートリッジ側のシャッタ係合片23によりトナー注入口4cを塞ぐ方向に移動するため、トナー排出口13bとトナー注入口4cが閉塞される。このとき、図5(C)に示すように、ガイドレール24の内面には段部24bが形成され、これによりガイドレール24の内面と現像ハウジング4a間の間隔がトナー注入口4c側で狭くなるように形成され、そして、ガイドレール24の内面に弾性部材27が貼着されているため、現像器側のシャッタ25がトナー注入口4cを塞ぐとき、弾性部材27の圧縮性が変化してシャッタ25が強く押圧され、トナー漏れを防ぐことができる。また、シャッタ25が開くときは、弾性部材27の圧縮性が弱くなり開動作を容易に行うことができる。
【0027】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態においては、現像器側のガイドレールに段差を設けるようにしているが、トナーカートリッジ側のガイドレールにも段差を設けるようにしてもよい。
【0028】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、弾性部材によりシャッタを強く押圧することができるため、現像器からのトナーこぼれもなく、ユーザの手の汚れや機内のトナー飛散が低減され、トナーカートリッジの現像器への着脱時において、トナーの漏洩をほぼ完全に防止することができる。また、シャッタが閉じているときは弾性部材の圧縮性が強く、シャッタが開くときは圧縮性が弱くなるため、シャッタの開閉が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される画像形成装置の1例を示す全体構成図である。
【図2】図2(A)は図1のトナーカートリッジの水平断面図、図2(B)は図2(A)の回転圧縮部材をB方向から見た図、図2(C)は図2(A)のC−C線に沿う断面図である。
【図3】図1の現像器4Yとトナーカートリッジ13の側面図である。
【図4】本発明の現像装置の1実施形態を示し、図4(A)はトナーカートリッジの断面図、図4(B)は正面図である。
【図5】本発明の現像装置の1実施形態を示し、図5(A)は現像器の断面図、図5(B)は正面図、図5(C)は図5(B)のC−C線で切断し矢印方向に見た断面図である。
【図6】本発明に係わるトナーカートリッジの着脱作用を説明するための図である。
【符号の説明】
4Y…現像器
4a…現像ハウジング
4c…トナー注入口
13…トナーカートリッジ
13b…トナー排出口
22、25…シャッタ
21、24…ガイドレール
23、26…シャッタ係合片
27…弾性部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE
[0002]
[Prior art]
In the image forming apparatus of the above-described type, an image carrier such as a rotationally driven photoconductor, a latent image forming unit that sequentially forms an electrostatic latent image on the photoconductor, and the electrostatic latent image as a toner image. A developing means for developing and a transfer device for transferring a plurality of color toner images on the photosensitive member to a recording medium are provided.
[0003]
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a system in which the developing device includes a developing device including a developing roller in contact with a photosensitive member and a toner cartridge that is detachably attached to the developing device and supplies toner to the developing device. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-287476 proposes that a movable shutter is provided in a toner cartridge and the movable shutter is opened and closed when the toner cartridge is attached to and detached from a developing device to prevent toner leakage.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional developing device, the toner supply port on the developing device side is always open, so that when the toner cartridge is attached to or detached from the developing device, the toner leaks and stains the user's hand or clothes. There is a problem that the user's finger enters the toner supply port and gets dirty. Furthermore, when the developer is replaced due to the life of the developer, the developer is transported for recycling. However, there is a problem that the toner leaks due to vibration during transportation.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and to provide a developing device capable of preventing toner leakage almost completely when a toner cartridge is attached to and detached from a developing device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the developing device of the present invention includes a toner inlet provided on the developer side, a shutter and shutter engaging piece for opening and closing the toner inlet, a toner outlet provided on the toner cartridge side, and a shutter for opening and closing the toner outlet. And a shutter engaging piece. The developer side shutter and the cartridge side shutter are held by the cartridge side shutter engaging piece and the developer side shutter engaging piece, respectively, and the toner cartridge is rotated. A developing device that opens and closes a toner discharge port and a toner injection port, wherein a guide rail that slidably holds both side ends of the shutter, and an interval between the inner surface of the guide rail and the development housing is on the toner injection port side. A step portion formed on the inner surface of the guide rail so as to be narrow, and an elastic member fixed to the inner surface of the guide rail. It is characterized in.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an example of an image forming apparatus to which the present invention is applied. This image forming apparatus is a color electrophotographic printer capable of forming a full color image with four color toners, but the present invention is not limited to this, and a toner image is formed on an image carrier such as a photoconductor. The present invention can be applied to all image forming apparatuses that form images.
[0008]
The
[0009]
The developing unit 4 includes a yellow developing
[0010]
The
[0011]
The operation of the image forming apparatus having the above configuration will be described. When an image forming signal is input from a computer (not shown), the
[0012]
Only the developing
[0013]
The above operation corresponds to the second, third, and fourth colors of the image forming signal, and latent image formation and development by one rotation of the
[0014]
The
[0015]
2A is a horizontal sectional view of the toner cartridge of FIG. 1, FIG. 2B is a view of the rotary compression member of FIG. 2A viewed from the B direction, and FIG. 2C is FIG. It is sectional drawing in alignment with CC line | wire.
[0016]
FIG. 2 shows the case
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
The toner filled in the
[0020]
FIG. 3 is a side view of the developing
[0021]
Next, an embodiment of the developing device of the present invention will be described with reference to FIGS. In the following description, the same components may be denoted by the same reference numerals in the drawings, and description thereof may be omitted.
[0022]
4A is a cross-sectional view of the toner cartridge, and FIG. 4B is a front view. A
[0023]
FIG. 5A is a cross-sectional view of the developing device, FIG. 5B is a front view, and FIG. 5C is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. A
Further, a
[0024]
FIG. 6 is a view for explaining the attaching and detaching operation of the toner cartridge having the above structure to the developing device. 6A shows a state in which the
[0025]
When the case
[0026]
6B, when the
[0027]
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and various modifications are possible. For example, in the above embodiment, a step is provided on the guide rail on the developing device side, but a step may also be provided on the guide rail on the toner cartridge side.
[0028]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, since the shutter can be strongly pressed by the elastic member, there is no spillage of toner from the developing device, and dirt on the user's hand and toner scattering in the machine are reduced. The toner leakage can be almost completely prevented when the toner cartridge is attached to or detached from the developing device. In addition, when the shutter is closed, the compressibility of the elastic member is strong, and when the shutter is open, the compressibility is weak, so that the shutter can be easily opened and closed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an example of an image forming apparatus to which the present invention is applied.
2A is a horizontal sectional view of the toner cartridge of FIG. 1, FIG. 2B is a view of the rotary compression member of FIG. 2A viewed from the B direction, and FIG. It is sectional drawing which follows the CC line of 2 (A).
3 is a side view of the developing
4A and 4B show an embodiment of the developing device of the present invention. FIG. 4A is a cross-sectional view of a toner cartridge, and FIG. 4B is a front view.
FIG. 5 shows one embodiment of the developing device of the present invention, FIG. 5 (A) is a sectional view of the developing device, FIG. 5 (B) is a front view, and FIG. 5 (C) is C in FIG. It is sectional drawing cut | disconnected by the -C line | wire and seeing in the arrow direction.
FIG. 6 is a view for explaining the operation of attaching and detaching the toner cartridge according to the present invention.
[Explanation of symbols]
4Y ... developing
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