JP2004085701A - Transport device, developing device and image forming apparatus using same - Google Patents
Transport device, developing device and image forming apparatus using same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004085701A JP2004085701A JP2002243634A JP2002243634A JP2004085701A JP 2004085701 A JP2004085701 A JP 2004085701A JP 2002243634 A JP2002243634 A JP 2002243634A JP 2002243634 A JP2002243634 A JP 2002243634A JP 2004085701 A JP2004085701 A JP 2004085701A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- developer
- mixed powder
- transport
- toner
- transport device
- 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.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特定の物理的性質が異なる2種以上の粒子からなる混合粉体を、該混合粉体全体としての前記特定の物理的性質に応じて選択的に搬送する搬送装置に関し、特に、複写機、プリンター等電子写真式の現像装置において、現像剤を搬送するのに適した搬送装置、並びに、これを用いた現像装置および画像形成装置である。
【0002】
【従来の技術】
電子写真方式に用いられる現像方式は、現像剤として着色剤粒子であるトナーのみを用いる1成分現像方式と、現像剤として磁性体粒子からなるキャリアおよび着色剤粒子であるトナーとを混合攪拌したものを用いる2成分現像方式に大きく分けられる。
【0003】
1成分現像方式には、磁性体粒子を含有する磁性トナーを用いる磁性1成分現像方式と、含有しない非磁性1成分現像方式とが有って、磁性トナーは、含まれる磁性体粒子によって光を透過し得ないため黒トナーとしてのみ主に用いられている。非磁性1成分現像方式は、カラー化に適しているが、トナーの維持性が短いという問題があり、今のところ低速機を中心に用いられている。
【0004】
2成分現像方式は、磁性体粒子からなるキャリアを媒介してトナーを取り扱うため磁気吸引力を用いることができ、非磁性トナーに関しても取り扱いが容易であると共に、特に維持性に優れていることから、フルカラー機や高速機を中心に広く用いられている。
【0005】
従来、電子写真方式の2成分現像装置を用いた画像形成装置としては、図13に示すものが一般的なものとして挙げられる。ここで図13は、一般的な2成分現像装置を用いた画像形成装置の概略構成図である。図13において、101は矢印A方向に回転駆動する潜像担持体であり、その周囲に順に、潜像担持体101表面を均一帯電する帯電器102と、潜像担持体101表面に像様の光を照射して静電潜像を形成する書き込み装置103と、トナーおよびキャリアからなる2成分現像剤を収容し、これを現像剤担持体111により潜像担持体101表面に供給して静電潜像を現像してトナー画像を得る2成分現像装置104と、潜像担持体101表面に形成されたトナー画像を被記録材110に転写する転写器106と、潜像担持体101表面に残存するトナーを除去するクリーニング装置108と、潜像担持体101表面の静電潜像を除去する除電器109と、が配されてなる。
【0006】
図13に示す画像形成装置における2成分現像装置の模式断面図を図14に示す。図14において、現像剤担持体111は、内部に固定磁石117を有すると共に外側に円筒形で矢印B方向に回動自在なスリーブ118を有している。このスリーブ118の表面にキャリアおよびトナーを混合攪拌した現像剤119を磁気吸引力により担持して搬送し、規制部材120によって量を規制して層を形成して、現像部において潜像担持体101と対向させて、現像剤119中のトナーを潜像担持体101に供給し現像させ、トナー画像を得る。現像が終了してトナーの一部を失った現像剤119は、現像剤担持体111下部に搬送され、同極(N)の固定磁石121、122によって、そのスリーブ118回転方向の中間に磁気的吸引力の弱いまたは無い部分を設け、重力の働きによって現像剤119を現像剤担持体111表面から落下させる。落下した現像剤111は、搬送部材123によってスクリューオーガー124に運ばれ、スクリューオーガー124の回転軸方向に運ばれて、図示しない受け渡し部でスクリューオーガー125に渡されそこでトナー送り機構114から新しいトナーが追加されて、攪拌を受けながら先ほどとは反対方向に送られて逆の受け渡し部でスクリューオーガー124に再び受け渡されて軸方向に運ばれると共に徐々に搬送部材123によって現像剤担持体111付近に搬送されて磁気的吸引力によって現像剤担持体111表面に付着し、再び搬送、層形成、現像される工程を繰り返す。
【0007】
トナーの補給については、現像剤119中のトナー濃度変化を検知するセンサー115によってトナー濃度を電気信号に換え、この信号がCPU116に送られ、ここで上記電気信号から、基準値と比較してトナー濃度が不足と判断されるとトナー補給用モーター113に駆動信号が送られてトナーボックス112内のトナーがトナー送り機構114によって現像器内に送られる。
【0008】
2成分現像方式におけるトナーとキャリアとの間の吸着には、トナーとキャリアとを混合攪拌する際の摩擦帯電によって、トナーおよびキャリアの表面がそれぞれ逆極性に帯電する結果、静電的に吸着し合うことを利用している。そのため、上記例のようにトナーを補給した現像剤119を搬送しながら混合攪拌することが必要となる。現像部においては、現像剤119が潜像担持体101に程よく接触しかつ詰まり等を起こさないように現像剤搬送量を一定範囲内に制御する必要がある。そのため、規制部材120を設けてスリーブ118表面に担持される現像剤119の層を形成している。
【0009】
また、現像部においては潜像担持体101と現像剤担持体111および現像剤119との間に形成される電界によってトナーが現像されるため、一般的に現像剤担持体111には、電源装置105によって現像バイアス電圧が印加される。その時に現像されるトナー量(現像トナー量)は、画像濃度を決定するため、画質に関わる諸特性の中でも特に重要である。現像トナー量は、上記現像部の電界をトナーの電荷により中和することによって決定されるため、トナーの電荷を一定に保つことが非常に重要である。図15に示すように、2成分現像方式においては、現像剤中のトナー濃度とトナー電荷量との間に反比例関係が有るので、トナーの消費量に合わせて補給量を調節することによってトナー濃度を制御し、トナー電荷量をほぼ一定にすることが求められる。
【0010】
トナーの消費量に合わせて補給量を調節するため、現像剤中のトナー濃度や現像トナー量を検知してその検知信号に応じてトナー補給用のモーターを動かしてトナーを補給する方法(例えば、図13に示される画像形成装置の方法)においては、検知するためのセンサー(図13においてはセンサー115)やトナー補給用のモーター(同トナー補給用モーター113)などのコストが比較的大きな割合を占めている。4色のトナーを用いてそれぞれを現像するカラー機では、これらのコストアップ分が4倍になることもあって、コストアップの1つの大きな要因となっている。
【0011】
そこで、特開昭61−80181号公報、特開昭63−225266号公報、特開平8−185052号公報、特開2000−284595号公報などに開示されているように、トナー濃度を検知するセンサーや、トナー補給用のモーターを別途設けずに自律的にトナーを補給し、一定のトナー濃度を保つ方法が提案されている。
【0012】
しかしながら、これらはいずれも現像剤の体積がトナー濃度によって変化する現象を用いているため、現像剤中のキャリアが何らかの理由でこぼれたり感光体に付着する等により持ち出されて減少してしまうと、現像剤全体の体積が減少してトナーを過剰に取り込んでしまう。一般に経時によってトナー帯電量は劣化し、下降する傾向があるが、トナー過剰取り込みによってトナーの帯電はより低下し、かぶりやトナークラウドになり易いという欠点があった。
【0013】
また、これらの方法はキャリアに接触するトナーだけでなくキャリアの隙間に入ったトナーをも搬送してしまうためにトナーの取り込みが過剰になりやすいという特徴を持っている。この結果、トナーの帯電は低く、逆極性トナーも多くなりやすい。磁性トナーでは、マグネットロール上においてはキャリアから離れにくいため低帯電でもかぶりやトナークラウドになり難いが、非磁性トナーでは防止しきれない。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明は、2種類以上の粒子からなる混合粉体ないし現像剤について、センサーや粉体補給用のモーターなどを用いずに、これら2種類以上の粒子の混合割合を一定に保持することが可能であるとともに、混合粉体構成粒子の量変動に左右されず(例えば、キャリアの減少に左右されず)、一部の粒子を過剰に取り込むことのない搬送装置、並びに、これを用いた現像装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、以下の本発明により達成される。
すなわち、本発明の搬送装置は、特定の物理的性質が異なる2種以上の粒子からなる混合粉体を、該混合粉体全体としての前記特定の物理的性質に応じて選択的に搬送する搬送装置であって、
前記特定の物理的性質により、前記混合粉体を表面に吸着する搬送部材を有し、該搬送部材の表面が、前記混合粉体を吸着した後、略鉛直方向に保持され、さらに略水平方向に保持されるように移動することを特徴とする。
【0016】
以上の構成の本発明によれば、前記混合粉体を吸着した搬送部材の表面が略鉛直方向に保持されると、前記混合粉体には、前記特定の物理的性質による吸着力と、前記搬送部材表面と平行方向下方に落ちようとする重力とが作用する。この時、前記特定の物理的性質による吸着力が前記重力に勝るとそのまま保持され、そのまま略水平方向に保持されて搬送される。逆に、前記特定の物理的性質による吸着力が前記重力に劣ると前記混合粉体は落下し、搬送されずに残ることとなる。つまり、前記特定の物理的性質による吸着力が一定水準よりも大きいと搬送され、小さいと搬送されないという、選択的な搬送が実現できる。
【0017】
特定の物理的性質が異なる2種以上の粒子からなる混合粉体の、該混合粉体全体としての前記特定の物理的性質は、結局のところ、前記2種以上の粒子の混合割合により決するため、本発明による搬送は、前記混合粉体中における前記2種以上の粒子の混合割合に応じて、選択的に行われる。
【0018】
このように本発明によれば、センサーや粉体補給用のモーターなどを用いずに、2種類以上の粒子の混合割合を一定に保持することが可能であるとともに、混合粉体構成粒子の量変動に左右されず、一部の粒子を過剰に取り込むことがない。
【0019】
本発明の搬送装置においては、前記搬送部材において、その表面が略鉛直方向に保持される位置よりも、前記混合粉体を吸着する位置の方が、前記特定の物理的性質による前記混合粉体の表面吸着力が大きくなるように構成されていることが好ましい。前記混合粉体を吸着する位置(以下、「(ピックアップ位置)」という場合がある。)で表面吸着力が大きければ、有効に前記混合粉体をピックアップすることができ、前記搬送部材の表面が略鉛直方向に保持される位置(以下、「選択位置」という場合がある。)での選択に、前記混合粉体を確実に供することができる。例えば、ピックアップ位置において、前記搬送部材の表面が鉛直方向よりも下方を向いている場合、重力は選択位置と同じないしそれ以上に作用し、選択位置まで搬送される前に前記混合粉体が落下してしまう懸念があるが、ピックアップ位置での、前記特定の物理的性質による前記混合粉体の表面吸着力が大きくなるように構成しておけば、前記混合粉体が確実に選択位置まで搬送され、ここで正確に搬送の可否が選択される。
【0020】
本発明の搬送装置においては、前記搬送部材の表面が略水平方向に保持される位置、ないしその前記搬送部材の移動方向下流において、前記特定の物理的性質による前記混合粉体の表面吸着力が小さくなるように構成され、その位置で前記搬送部材表面から前記混合粉体が引き離されることが好ましい。前記搬送部材の表面が略水平方向に保持される位置、ないしその前記搬送部材の移動方向下流で、選択的に搬送された前記混合粉体が引き離されることで(前記混合粉体が引き離される位置を「脱離位置」という場合がある。)、これを他の場所に移動して用いることができる。
【0021】
前記特定の物理的性質としては、例えば、磁気的性質や静電的性質が挙げられる。前者の場合、前記混合粉体中の粒子は相互に磁気的性質が異なり(強磁性と弱磁性、磁性と非磁性等)、これを搬送部材が磁力により吸着する構成となる。一方、後者の場合、前記混合粉体中の粒子は相互に静電的性質が異なり(高帯電と低帯電、帯電と非帯電等)、これを搬送部材が静電気力により吸着する構成となる。
【0022】
この他、搬送部材表面が粗い場合に、微細な粒子はその表面に吸着され、また粒子形状が不定形であれば粉体流動性が低下し、粒子相互の動きが規制される。これらの力は、摩擦力と解することができ、この摩擦力についても選択位置での重力との拮抗に影響を及ぼす。したがって、この摩擦力による付着の性質も本発明にいう「特定の物理的性質」の概念に含まれる。さらに粘度等粉体の付着力に影響を及ぼすあらゆる因子が本発明にいう「特定の物理的性質」の概念に含まれる。
【0023】
本発明においては、この「特定の物理的性質」の少なくとも1つが、磁気的性質であることが好ましい。磁気的性質が異なる2種以上の粒子からなる混合粉体については、前記搬送部材の表面における磁場を調整することにより、選択的な搬送の条件を適宜制御することができる。
【0024】
前記搬送部材としては、軸が略水平に保持された回転体であることが好ましい。前記搬送部材として回転体を用いることで、本発明の搬送装置を簡便かつ低コストで制作することができる。また、前記搬送部材として回転体を用いることで、ピックアップ位置、選択位置および脱離位置を周囲に配置して、装置のコンパクト化を図ることができ、また、回転を連続的に行うことで、本発明の搬送装置による一連の搬送動作を連続的に、停止することなく行うことができる。
【0025】
特に、前記特定の物理的性質の少なくとも1つが、磁気的性質である場合には、回転体として非磁性の材質の物を用い、その内部に磁石を配置することで最適な搬送部材とすることができる。すなわち、ピックアップ位置や選択位置での磁場を最適なものとし、かつ、脱離位置で磁場を小さくないしゼロにする等、内部の磁石の極、磁力、回転体との距離、個数等を適切に選択することにより、所望の磁場を形成することができる。
【0026】
本発明の搬送装置において、前記搬送部材として回転体を採用した場合、前記回転体の下方ないしその回転方向周辺のいずれかの領域が、前記混合粉体を吸着する位置(ピックアップ位置)、その回転方向下流直近の鉛直部周辺が、前記表面が略鉛直方向に保持される位置(選択位置)、その回転方向下流であって、前記混合粉体を吸着する位置よりも上流のいずれかの領域が、前記搬送部材表面から前記混合粉体が引き離される位置(脱離位置)、とすることができる。
【0027】
また、前記回転体として長めの物を用いれば、当該回転体の軸方向のいずれかの領域の周面に上記機能を発揮する構成を担わせ、前記回転体の軸方向の他の領域の周面において、前記回転体の下方ないしその回転方向上流の領域で前記特定の物理的性質による前記混合粉体の表面吸着力が大きくなり、その下流で前記表面吸着力が小さくなるように構成して、上記機能と逆方向の粉体搬送機能を併せ持つようにすることもできる。この場合、逆方向の粉体搬送機能は、条件にかかわらず吸着−脱離が行われるため、選択的な搬送ではないが、2つの場所の間で前記混合粉体を往来させることができる。
【0028】
本発明の搬送装置は、前記混合粉体が、電子写真用のトナーとキャリアとを含む、すなわち2成分系現像剤の搬送に適している。2成分系現像剤において、キャリアは磁性体の粒子であり、トナーは非磁性の粒子であることから磁気的性質が異なる粒子の混合粉体に相当し、本発明の搬送装置により適切に選択的な搬送を実現することができる。
【0029】
一方、本発明の現像装置は、少なくとも、トナーおよびキャリアを含む現像剤を担持して潜像担持体の潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤を収容し、それを前記現像剤担持体に供給する現像剤収容部と、該現像剤収容部に隣接し補給用のトナーおよびキャリアを含む補給剤を収容する補給剤収容部と、該補給剤収容部と前記現像剤収容部との間で前記現像剤および/または前記補給剤を相互に搬送する搬送装置と、を備える現像装置であって、前記搬送装置が上記本発明の搬送装置であり、前記混合粉体が前記現像剤であることを特徴とする。
【0030】
本発明の現像装置では、前記本発明の搬送装置を含む現像装置とすることによって、現像剤の状態に応じて、現像剤を分離することが可能となる。例えば、前記現像剤収容部中の前記現像剤における、非磁性体であるトナーの混合割合が小さくなり、磁性体を含むキャリアの割合が増えると、現像剤全体としての磁気的性質が変化する(強磁性になる)ので、この性質変化を利用してかかる場合にのみ、前記現像剤収容部から前記補給剤収容部へと選択的に前記現像剤を搬送することができる。したがって、トナー濃度の低下した現像剤をトナー濃度の低下していない現像剤と分離することができる。
【0031】
前記搬送装置によって搬送された前記現像剤については、前記補給剤と接触混合され補給剤となり、再び前記現像剤収容部に戻るように構成されることが望ましい。このように構成することによって、通常現像剤に必要とされるトナー送り機構やトナー供給用モーター、センサーなどを省略でき、低コスト化することができる。
【0032】
本発明の現像装置においては、前記現像剤収容部内に前記現像剤を流動させる流動手段を有し、前記搬送装置が配されて前記現像剤を吸着する位置の下部周辺が、前記現像剤の流動経路となっており、該流動経路の少なくとも一部にその上下方向を仕切る仕切り部材が配されてなることが好ましい。かかる仕切り部材を配することによって、ピックアップ位置での前記混合粉体のピックアップ量を均一化することができ、トナー濃度の低下した現像剤をトナー濃度の低下していない現像剤と分離する条件を安定化させることができる。
【0033】
そして、本発明の画像形成装置は、少なくとも、潜像担持体と、該潜像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像担持体表面に形成された静電潜像を可視像化する現像手段と、を含む画像形成装置であって、
前記現像手段として、上記本発明の現像装置を用いたことを特徴とする。上記本発明のの現像装置を含む画像形成装置とすることによって、低コストでかぶり等がなく安定した画像形成装置とすることができる。
【0034】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を好ましい実施形態を挙げて図に基づき説明する。
<本発明の作用機構>
まず、本発明の作用機構について説明する。本説明においては、搬送部材として回転体を、特定の物理的性質として磁気的性質(さらに一部摩擦力)を用いた例により説明する。図1に本発明の作用機構を説明するための模式説明図を示す。図1において、1は、内部に配された固定磁石3,3’の周りを非接触で矢印A方向に回転する搬送部材であり、非磁性体(例えばアルミニウム)で構成され、固定磁石3,3’の磁力の影響で、その表面に磁場が形成されている。2は、磁気的特性の異なる2種以上の粒子からなる混合粉体であり、例えば、磁性体を含むキャリアと非磁性体のトナーとからなる現像剤などが挙げられる。固定磁石3,3’は、固定磁石3がN極を固定磁石3’がS極を搬送部材1内周面に向けて配置され、固定磁石3が強磁界を固定磁石3’が弱磁界を生成している。
【0035】
混合粉体2が収容された不図示の容器の上に、軸が略水平に保持された状態である程度離間して搬送部材1が配された態様を想定する。その状態で搬送部材1が矢印A方向に回転すると、まず、不図示の容器に近接し、かつ、固定磁石3が内周面に配された位置の周辺(ピックアップ位置(a))では、固定磁石3による強磁界に混合粉体2が引き寄せられ、吸着する(ピックアップされる)。ピックアップ位置(a)での力の関係を詳しく見ると、当該位置における混合粉体2には、固定磁石3の強磁界による磁気吸引力Maと重力Gaとが作用する。ピックアップ位置(a)では、磁気吸引力Maの垂直成分Ma’が重力Gaよりも十分に大きく、混合粉体2は搬送部材1表面に吸い寄せられた状態のまま搬送される。
【0036】
搬送部材1の矢印A方向への回転によって、吸着した混合粉体2は、搬送部材1表面が略鉛直方向に保持される位置(選択位置(b))まで搬送される。ここで、選択位置(b)よりも上方に混合粉体2を搬送しようとする力は、混合粉体2に対する搬送部材1表面方向への磁気吸引力Mb、および、混合粉体2と搬送部材1表面または混合粉体2同士の摩擦係数を掛けあわせて得られる搬送力Hbであり、逆向きの力は重力Gbとなる。搬送力Hbが重力Gbより大きければさらに搬送され、小さければ混合粉体2はここで矢印B方向に落下する。すなわち、混合粉体2の磁気的性質、さらには粉体流動性や搬送部材1の表面粗さに基づく摩擦係数に応じて、この選択位置(b)において、搬送/非搬送が選択される。
【0037】
さらに搬送部材1が矢印A方向へ回転すると、その表面に付着し搬送された混合粉体2が受ける重力Gcのうち、一部が搬送部材1に引きつける力(重力分力Gc’)に加わり、しかも回転と共に大きくなるため、搬送力Hcは強くなり、その分逆向きの力(重力分力Gc”)は徐々に弱くなる。したがって、選択位置(b)以降、搬送部材1表面が略水平方向に保持される位置(真上)までの間で、混合粉体2が搬送部材1表面から離脱することはない。
【0038】
そして、搬送部材1が矢印A方向へ回転して表面が略水平方向に保持される位置(真上)まで来ると、磁気吸引力に頼らずに重力のみで混合粉体2が搬送部材1表面に保持され、搬送される。したがって、搬送部材1表面が略水平方向に保持される位置以降は、混合粉体2が脱離して不図示の容器に戻ってしまう心配が無く、この選択的に搬送された混合粉体2を適宜引き離し、これを他の場所に移動して用いることができる。
【0039】
このようなメカニズムに沿って考えると、選択位置(b)における搬送と非搬送の選択は、磁気吸引力Mbおよび摩擦係数によって生じる搬送力Hbと、重力Gbとのバランスによって決まるので、前記搬送と非搬送の選択を、混合粉体2の特定の物理的性質の状態変化によって生じさせるためには、磁気吸引力、摩擦係数、重力などを調整すればよく、混合粉体2中の2種以上の各粒子の粒径(摩擦係数、重力)、形状(摩擦係数)、流動性(摩擦係数)、比重(重力)、磁気特性(磁気吸引力)、混合割合(磁気吸引力、摩擦係数)、量(重力)、固定磁石3,3’の磁極条件(磁気吸引力)、搬送部材の表面粗さ(摩擦係数)などを、それぞれの条件に応じて調整して、搬送と非搬送の選択を制御してやればよい(括弧内は、その条件により特に影響を与える「特定の物理的性質」)。したがって、これらの条件は、本発明において特に固定されるものではない。ただし、これらの中でも、現像剤中のトナー濃度変化によって搬送/非搬送を作り出すために、「特定の物理的性質」に磁気的性質を用いる場合には、トナーの磁気特性とキャリアの磁気特性とが異なることが必須条件となる。
【0040】
以上説明した本発明の作用機構においては、搬送部材として回転体を用いた例で説明したが、搬送部材の形状としてはこのような回転体に限定されず、表面が略鉛直および略水平に保持され得る形状であれば問題ない。特に、表面が保持される状態を、略鉛直、略水平その他の角度に連続的に変え得る形状であることが好ましく、具体的には例えば、本例の如き回転体の他、無端ベルト状などが挙げられる。
【0041】
また、磁石は固定磁石2つの態様で説明したが、磁石は固定磁石に限定されるものではなく、またその数に関しても2個に限定されず、装置の設計条件に応じて必要な個数、形状、磁極等を適宜制御してやればよい。
【0042】
さらに、「特定の物理的性質」として、主に時期的性質を挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、静電的性質を採用することもできる。静電的性質を採用する場合には、混合粉体中に高帯電と低帯電、帯電と非帯電等静電的性質の異なる2種以上の粒子が含まれ、搬送部材表面を混合粉体と逆極性に帯電させるか、あるいは電気で強制的に荷電させることで、静電気力により吸着する構成となる。
【0043】
<本発明の実施形態>
次に、本発明の好ましい実施形態をいくつか挙げて、本発明をより詳細に説明する。
図2は、本発明の搬送装置の例示的1態様である実施形態を示す、概略断面図である。図2において、混合粉体12が収容された収容容器14内には、スクリューオーガー16a,16bが配され、これによって混合粉体12が収容容器14内で搬送される。
収容容器14内の搬送経路の一部の上方には、軸が略水平に保持された非磁性の回転体である搬送ロール20と、その内部に配置された固定磁石18とからなる搬送部材10が配される。固定磁石18は、所定の磁極パターンMpを有するものが用いられ、軸22を中心にして、基準となる角度から+方向(図面上右回り方向)または−方向(図面上左回り方向)に回転させることができ、この回転による微調整で、磁極パターンMpを変化させて、搬送ロール20表面の磁場を制御することができる構成になっている。一方、搬送ロール20は、非磁性の円筒体であり、固定磁石18とは独立に回動自在であって、矢印C方向(図面上反時計周り方向)に回転する。
【0044】
磁極パターンMpの異なる2つの固定磁石を、搬送ロール20内部にある固定磁石18に適用して、搬送試験を行った。具体的には、ピックアップ磁極Mpの強い磁極パターンMpである図3(a)の固定磁石と、ピックアップ磁極Mpの弱い磁極パターンMpである図3(b)の固定磁石と、の2つである。なお、図中Mhは、搬送極である。
【0045】
さらに、搬送ロール20として、その表面粗さRzが、1μm以下(以下、説明の容易化のため、単に「0μm」と表記する。)である極めて平滑な物と、20μmである表面の粗い物とを用意した。なお、当該搬送試験には、混合粉体12として、体積平均粒径35μmのフェライトキャリアと体積平均粒径5.8μmの樹脂トナーとを混合攪拌した現像剤を用いた。
【0046】
まず、「ピックアップ磁極Mpの強い固定磁石と、表面粗さRz=20μmの搬送ロールとの組み合わせ」、「ピックアップ磁極Mpの弱い固定磁石と、表面粗さRz=20μmの搬送ロールとの組み合わせ」および「ピックアップ磁極Mpの弱い固定磁石と、表面粗さRz=0μmの搬送ロールとの組み合わせ」の3水準で試験を行った。この時、各水準においては、トナー濃度(TC)3質量%の現像剤が確実に層形成するように、固定磁石18の回転角度を調整した。
この状態でトナー濃度を振って、搬送量(搬送ロール20の矢印C方向への回転により、選択位置(b)で重力により落とされずに上方に搬送される量)を測定した。結果を図4(a)に示す。
【0047】
次に、上記3水準に「ピックアップ磁極Mpの強い固定磁石と、表面粗さRz=0μmの搬送ロールとの組み合わせ」を加えた4水準で、各水準において、トナー濃度(TC)15質量%の現像剤が確実に辛うじて搬送されないように、固定磁石18の回転角度を調整して、同様に試験を行った。結果を図4(b)に示す。
【0048】
なお、図4(a)および(b)において、横軸はこの混合粉体12である現像剤中におけるトナー濃度(質量%)、縦軸は搬送ロール20にピックアップされて矢印C方向への回転により、ピックアップされた側から反対側(図2における搬送ロール20の左側)に搬送された混合粉体12の単位面積当たり質量(搬送量)である。また図中、凡例の括弧内には、各グラフの条件のうち、搬送ロール20の表面粗さと、基準となるある角度から、軸22を中心に固定磁石18を回転させた角度である(+や−の符号は、既述の説明の通りである)。
【0049】
図4(a)および(b)の各グラフに示される結果から、磁極パターンや角度、搬送ロール20表面の表面粗さなどの調整によって、混合粉体12である現像剤中のトナー濃度の違いに応じて、自立的に混合粉体の搬送と非搬送の状態を作れることが確認される。
【0050】
次に、図2と同様の装置において、スクリューオーガー16a,16bを除去し、収容容器14内における混合粉体12がピックアップされる付近に仕切り板24を設けた、図5に示される搬送装置を用いて搬送試験を行った。また、固定磁石18の磁極パターンは、図6に示すように、ピックアップ磁極Mpの強いものとした。
【0051】
仕切り板24は、基準の高さxからyだけ高さを変動させ(マイナス符号は、xよりも位置が低いことを示す。)、その上に一定量の混合粉体12を載せて、上記と同様に、搬送ロール20により搬送される混合粉体12の搬送量を測定した。その結果を図7に示す。
【0052】
図7に示されるグラフからわかるように、y=−14mmのときにトナー濃度の違いによって搬送/非搬送を完全に分けることができている。また、他の条件によっても、ある程度搬送/非搬送を分けることができている。以上のことから、混合粉体12を搬送ロール20にピックアップできる高さによっても搬送、非搬送を制御できることがわかる。
【0053】
図8は、ピックアップした混合粉体を別の場所にピックオフすることができる搬送装置の例である。本例の搬送装置は、トナー濃度の低い現像剤32を収容する収容容器42と、それに隣接して配置された、トナー濃度の高い現像剤34を収容する収容容器44と、の間の上方に配置された搬送部材30である。搬送部材30は、矢印D方向に回転する非磁性の回転体である搬送ロール40と、その内部に配された固定磁石38とにより構成される。ピックアップ位置や選択位置における磁極パターンは、既述の図2や図5に示される搬送装置と同様であるが、収容容器42と収容容器44との間の位置における磁極パターンは、磁極として双方N極である同一の極性が隣接する部分が形成されている。このような磁極パターンとすることによって、選択的に搬送された現像剤32が、当該磁気パターンの領域(脱離位置)で引き離され、収容容器44へと搬送される。つまり、本例の搬送装置によれば、磁性粒子であるキャリアを含む現像剤のピックアップとピックオフとを制御することができる。
【0054】
脱離位置におけるピックオフを確実に実現するためには、同極(N−N極)中央部の磁束密度絶対値が十分小さくなるようにする必要がある。一般的には、7mT以下程度にすることが好ましい。
【0055】
図9は、図8に示される搬送装置にさらに改造を加えたものを用いて、自律的にトナー濃度が一定となるようにした現像装置のトナー濃度制御部分の例であり、図9(a)は平面図、図9(b)は図9(a)におけるE−E矢視断面図である。本例の搬送装置は、トナー濃度の低い現像剤52を収容する収容容器62と、それに隣接して配置された、トナーまたはトナー濃度の高い現像剤54が循環する搬送路64と、の間の上方に配置された搬送部材50である。搬送部材50は、矢印F方向に回転する非磁性の回転体である搬送ロール60と、その内部に配された固定磁石(不図示)とにより構成される。
【0056】
収容容器62内では、スクリューオーガー56,58により、現像剤52が矢印J1,J2,J3,J4の方向に循環されている。一方、搬送路64内では、スクリューオーガー66により、現像剤54が矢印I1,I2,I3の方向に搬送されている。
【0057】
搬送部材50内部に配された固定磁石は、軸方向の中央で異なる磁極パターンに分れるように配され、搬送部材50を、実質的に搬送方向の異なる搬送部50Aと50Bとに機能分離させている。図10に搬送部50Aにおける磁極パターン[パターンA]および搬送部50Bにおける磁極パターン[パターンB]を示す。この磁気パターンは、図9(b)と同一の方向から見たものである。搬送部50Aでは、[パターンA]に示されるように、図8と同様の磁極パターンである固定磁石68Aが搬送ロール60内に配され、搬送部50Bでは、[パターンB]に示されるように、搬送部50Aとは全く異なる磁極パターンの固定磁石68Bが搬送ロール60内に配されている。
【0058】
搬送部50Aでは、[パターンA]に示されるように、ピックアップ位置(a)である搬送部50A下方かつ収容容器62の上方の位置で、トナー濃度の低い現像剤52がピックアップされ矢印G’方向に搬送され、選択位置(b)で搬送/非搬送が選択される。トナー濃度が低い、すなわちキャリア濃度が高いことから磁性の強い現像剤52は、かなりの量がそのまま搬送され、矢印G,G”の方向に搬送されていく。そして、N−Nの同極が隣り合って磁界が消えた脱離位置(c)で、搬送されてきた現像剤52が引き離され搬送路64に送られる。
【0059】
一方、搬送部50Bでは、[パターンB]に示されるように、搬送部50B下方かつ搬送路64の上方の位置で、トナーまたはトナー濃度の高い現像剤54がピックアップされる。そして、N−Nの同極が隣り合って磁界が消えた位置で引き離され、収容容器62に送られる。すなわち、現像剤54は矢印Hに示される経路を辿って搬送される。ここでは、選択的な搬送は為されない。
【0060】
このように、搬送部50Aと搬送部50Bとで、逆方向の搬送が行われる。すなわち、搬送ロール60が矢印F方向に回転すると、トナー濃度の低下した現像剤52が搬送ロール60の下方を通過するときに、搬送部50Aにおいてピックアップされ、搬送路64のトナーまたはトナー濃度の高い現像剤54の流れの中にピックオフされる。この現像剤は、スクリューオーガー66によってしばらく搬送されることによってトナーが十分に追加されトナー濃度の高い現像剤54となる。そして、搬送部50Bの下方に差し掛かるとこれにピックアップされ、トナー濃度の低下した現像剤52の流れの中に戻される。戻された現像剤54は周囲の現像剤52よりも過剰にトナー濃度が高くなっているが、スクリューオーガー56,58により攪拌・循環されるに従って、周囲に拡散され、適切なトナー濃度に自立的に調整される。
【0061】
最後に、図9に示される搬送装置を用いた現像装置の実施形態を図11に示す。なお、図11において、図9に示される搬送装置と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。なお、本現像装置においては、収容容器62が本発明にいう現像剤収容部、搬送路64が本発明にいう補給剤収容部となる。
【0062】
搬送部材50からなる搬送装置により、自立的にトナー濃度が制御された現像剤52は、スクリューオーガー58,56、および攪拌羽根74により現像ロール(現像剤担持体)70近傍に送られる。現像ロール70で磁気的に引き寄せられた現像剤52が、矢印K方向に回転する現像ロール70により搬送されると、規制部材72により層厚が制御されながら、いわゆる磁気ブラシを形成しつつ、矢印L方向に回転する感光体(潜像担持体)76に対向する位置まで送られる。そこで、現像剤52中のトナーにより感光体76表面に形成された静電潜像が可視像化され、トナーが消費される。そして、トナーが消費されトナー濃度が低くなった現像剤52は、攪拌羽根74、およびスクリューオーガー56,58により搬送部材50からなる搬送装置近傍まで送られ、再びトナー濃度が自立的に調整される。
【0063】
本発明の画像形成装置は、少なくとも、潜像担持体と、該潜像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像担持体表面に形成された静電潜像を可視像化する現像手段と、を含む画像形成装置であって、現像手段が、例えば図11に示すような構成のものである。具体的な構成は、図13に示すものと同様のものが挙げられ、本発明に特徴的な搬送装置以外の構成は、特に限定されるものではない。
【0064】
図11に示される現像装置を含む電子写真方式の画像形成装置を用いて走行テストを行った。この時用いた画像形成装置の諸元は、以下の通りである。
(画像形成装置の諸元)
・プロセススピード: 108mm/sec.
・現像ロールの周速: 215mm/sec.
・現像ロール−感光体間のギャップ: 0.4mm
・現像ロール表面の現像剤搬送量: 350g/m2
・現像ロール径: 18mm
・感光体径: 84mm
・感光体の帯電電位: −650V
・感光体の画像部位の電位: −200V
・現像ロールのバイアス電位: VP−P=1.5kV、VDC=−500V、Duty=50%、f=2kHz
・トナー: 粉砕トナーで、分級により体積平均粒径6.5μmに揃えたもの、Black、外添剤処理品、負帯電
・キャリア: 体積平均粒径50μm、フェライトコアに樹脂コートしたもの
・現像剤量: 350g
【0065】
当該走行テストでは、A4用紙を用い、印字密度5%、20%、50%、100%(面積比)の全面ハーフトーンまたはベタ画像のプリントを各20枚ずつ印字し、白紙を20枚流した後、紙面上の位置で左半分、右半分、上半分、下半分の半面ベタ画像を各20枚ずつ印字し、最後に白紙を20枚流した。これを1セットとして、合計5セット繰り返し、計1000枚の走行テストを行った。
【0066】
上記走行テストにおける、用紙の進行方向左右での画像濃度の推移を、図12に示す。図12のグラフからわかるように、本発明の画像形成装置において、濃度再現性は非常に安定しており、かつ、かぶりなども全く見られなかった。
【0067】
以上説明した実施形態では、特定の物理的性質が異なる2種以上の粒子からなる混合粉体として、主に、磁気的性質が異なるトナーおよびキャリアからなる現像剤を例に挙げて説明したが、本発明の搬送装置はこれに限定されず、静電的特性が異なる粒子等、特定の物理的性質が異なる2種以上の粒子からなる各種混合粉体に対して適用することができる。また、特定の物理的性質が異なる粒子の種類として、主としてトナーおよびキャリアの2種類の例を挙げて説明したが、3種以上の粒子が含まれていても構わない。
【0068】
【発明の効果】
以上説明したように本発明よれば、2種類以上の粒子からなる混合粉体ないし現像剤について、センサーや粉体補給用のモーターなどを用いずに、これら2種類以上の粒子の混合状態(例えば、トナー濃度などの割合)に応じて選択的に搬送/非搬送が自立的に選択され、たとえばトナー濃度を一定に保持することが可能であるとともに、混合粉体構成粒子の量変動に左右されず、一部の粒子を過剰に取り込むことのない搬送装置、並びに、これを用いた現像装置および画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の作用機構を説明するための模式説明図である。
【図2】本発明の搬送装置の一例を示す概略断面図である。
【図3】図2の搬送装置に適用した2種の固定磁石の磁極パターンを示す模式図であり、(a)はピックアップ磁極の強い磁極パターンの固定磁石のもの、(b)はピックアップ磁極の弱い磁極パターンの固定磁石のものである。
【図4】図2の搬送装置を用いて行った搬送試験の結果を表すグラフである。
【図5】本発明の搬送装置の他の一例を示す概略断面図である。
【図6】図5の搬送装置に適用した固定磁石の磁極パターンを示す模式図である。
【図7】図5の搬送装置を用いて行った搬送試験の結果を表すグラフである。
【図8】本発明の搬送装置のさらに他の一例を示す概略断面図である。
【図9】図8に示される搬送装置にさらに改造を加えた、本発明の搬送装置の一例を示す概略断面図である。
【図10】図9の搬送装置における、2つの搬送部における磁極パターンを示す模式図である。
【図11】本発明の現像装置の一例を示す概略断面図である。
【図12】図11の現像装置を含む電子写真方式の画像形成装置を用いて行った走行テストの結果(画像濃度の推移)を示すグラフである。
【図13】一般的な2成分現像装置を用いた画像形成装置の概略構成図である。
【図14】図13に示す画像形成装置における2成分現像装置の模式断面図である。
【図15】2成分現像方式の現像剤におけるトナー濃度とトナー電荷量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 搬送部材
2 混合粉体
3、3’、38 、68A、68B 固定磁石(磁石)
10、30、50 搬送部材
12 混合粉体
14 収容容器
16a,16b スクリューオーガー
18 固定磁石
20、40、60 搬送ロール(回転体)
24 仕切り板
32、34、52、54 現像剤(混合粉体)
62 収容容器(現像剤収容部)
64 搬送路(補給剤収容部)
70 現像ロール(現像剤担持体)
76 感光体(潜像担持体)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a transport device that selectively transports a mixed powder composed of two or more types of particles having different specific physical properties according to the specific physical properties of the mixed powder as a whole, A transport device suitable for transporting a developer in an electrophotographic developing device such as a copying machine and a printer, and a developing device and an image forming device using the transport device.
[0002]
[Prior art]
The development method used in the electrophotographic method is a one-component development method using only toner that is colorant particles as a developer, and a method in which a carrier composed of magnetic particles and a toner that is colorant particles are mixed and stirred as a developer. And a two-component development method using
[0003]
The one-component developing method includes a magnetic one-component developing method using a magnetic toner containing magnetic particles and a non-magnetic one-component developing method using no magnetic toner. The magnetic toner emits light by the contained magnetic particles. Since it cannot be transmitted, it is mainly used only as a black toner. The non-magnetic one-component developing method is suitable for colorization, but has a problem that toner maintenance is short, and is currently used mainly for low-speed machines.
[0004]
In the two-component developing method, magnetic attraction can be used because the toner is handled via a carrier composed of magnetic particles, and the non-magnetic toner is easy to handle and has particularly excellent maintainability. It is widely used mainly in full-color machines and high-speed machines.
[0005]
Conventionally, as an image forming apparatus using an electrophotographic two-component developing apparatus, an image forming apparatus shown in FIG. 13 is generally used. Here, FIG. 13 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus using a general two-component developing device. In FIG. 13,
[0006]
FIG. 14 is a schematic sectional view of the two-component developing device in the image forming apparatus shown in FIG. In FIG. 14, the
[0007]
Regarding the toner replenishment, the
[0008]
In the adsorption between the toner and the carrier in the two-component developing method, the surfaces of the toner and the carrier are charged to opposite polarities by frictional charging when the toner and the carrier are mixed and stirred, so that the toner and the carrier are electrostatically adsorbed. Use to fit. Therefore, it is necessary to mix and stir while transporting the
[0009]
In the developing section, toner is developed by an electric field formed between the
[0010]
In order to adjust the replenishment amount in accordance with the toner consumption amount, a method of detecting the toner concentration or the amount of the developed toner in the developer and moving the toner replenishing motor in accordance with the detection signal to replenish the toner (for example, In the method of the image forming apparatus shown in FIG. 13, the cost of a sensor for detection (the
[0011]
Therefore, as disclosed in JP-A-61-80181, JP-A-63-225266, JP-A-8-185052, JP-A-2000-284595, etc., a sensor for detecting a toner concentration is disclosed. Also, there has been proposed a method of autonomously replenishing toner without separately providing a toner replenishing motor and maintaining a constant toner density.
[0012]
However, since all of them use a phenomenon in which the volume of the developer changes according to the toner concentration, if the carrier in the developer is taken out due to spilling or adhering to the photoreceptor for some reason, the carrier decreases. The volume of the entire developer decreases, and excessive toner is taken in. In general, the toner charge amount tends to deteriorate and decrease with the passage of time, but there has been a disadvantage that the toner charge is further reduced due to excessive intake of toner, and fog or a toner cloud tends to occur.
[0013]
Further, these methods have a feature that not only the toner that comes into contact with the carrier but also the toner that has entered the gap between the carriers is conveyed, so that the intake of the toner tends to be excessive. As a result, the charge of the toner is low, and the amount of the opposite polarity toner tends to increase. In the case of a magnetic toner, it is difficult to separate from a carrier on a magnet roll, so that fogging and toner cloud hardly occur even with a low charge.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the present invention is to maintain a constant mixing ratio of two or more types of particles of a mixed powder or developer composed of two or more types of particles without using a sensor or a motor for powder replenishment. And a transport device that is not influenced by fluctuations in the amount of particles constituting the mixed powder (for example, is not affected by the decrease in the number of carriers) and does not take in some of the particles excessively. It is an object to provide a developing device and an image forming apparatus.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by the present invention described below.
That is, the transport device of the present invention is a transporter that selectively transports a mixed powder composed of two or more types of particles having different specific physical properties according to the specific physical properties of the mixed powder as a whole. A device,
Due to the specific physical property, the device has a conveying member that adsorbs the mixed powder on a surface, and the surface of the conveying member is held in a substantially vertical direction after adsorbing the mixed powder, and further, in a substantially horizontal direction. It is characterized in that it is moved so as to be held in.
[0016]
According to the present invention having the above configuration, when the surface of the conveying member that has adsorbed the mixed powder is held in a substantially vertical direction, the mixed powder has an adsorbing force due to the specific physical property, Gravity that acts to fall downward in the direction parallel to the surface of the conveying member acts. At this time, if the attraction force due to the specific physical property exceeds the gravity, it is held as it is, and is held and transported in a substantially horizontal direction. Conversely, if the adsorption force due to the specific physical property is inferior to the gravity, the mixed powder will fall and remain without being transported. In other words, it is possible to realize a selective conveyance in which the sheet is conveyed when the attraction force due to the specific physical property is larger than a certain level, and is not conveyed when the suction force is smaller than the predetermined level.
[0017]
Since the specific physical properties of the mixed powder composed of two or more kinds of particles having different specific physical properties as a whole of the mixed powder are ultimately determined by the mixing ratio of the two or more kinds of particles. The transport according to the present invention is selectively performed according to the mixing ratio of the two or more types of particles in the mixed powder.
[0018]
As described above, according to the present invention, it is possible to maintain a constant mixing ratio of two or more types of particles without using a sensor or a motor for powder replenishment, and to reduce the amount of particles constituting the mixed powder. It does not depend on the fluctuation and does not take in some particles excessively.
[0019]
In the transporting device of the present invention, in the transporting member, the position at which the mixed powder is adsorbed is located at a position at which the mixed powder is adsorbed, rather than at a position at which the surface thereof is held in a substantially vertical direction. Is preferably configured to increase the surface attraction force. If the surface attraction force is large at the position where the mixed powder is adsorbed (hereinafter, sometimes referred to as “(pickup position)”), the mixed powder can be effectively picked up, and the surface of the transport member is The mixed powder can be reliably used for selection at a position held in a substantially vertical direction (hereinafter, may be referred to as “selected position”). For example, at the pick-up position, if the surface of the conveying member faces downward from the vertical direction, the gravity acts on the selected position or more, and the mixed powder drops before being conveyed to the selected position. However, if the configuration is such that the surface adsorbing force of the mixed powder due to the specific physical property at the pickup position is increased, the mixed powder is reliably transported to the selected position. Here, whether or not the transport is possible is accurately selected.
[0020]
In the transport device of the present invention, at a position where the surface of the transport member is held in a substantially horizontal direction, or downstream of the transport member in the moving direction, the surface adsorption force of the mixed powder due to the specific physical property is reduced. It is preferable that the mixed powder is configured to be small and the mixed powder is separated from the surface of the conveying member at that position. A position where the surface of the conveying member is held in a substantially horizontal direction, or at a position downstream of the moving direction of the conveying member, the selectively conveyed mixed powder is separated (a position where the mixed powder is separated). May be referred to as a “detachment position”). This can be moved to another location and used.
[0021]
Said specific physical propertiesWhenFor example, magnetic properties and electrostatic properties are mentioned. In the former case, the particles in the mixed powder have different magnetic properties (ferromagnetic and weak magnetic, magnetic and non-magnetic, etc.), and the transport member attracts the particles by magnetic force. On the other hand, in the latter case, the particles in the mixed powder have different electrostatic properties (highly charged and lowly charged, charged and non-charged, etc.), and the transport member adsorbs the particles by electrostatic force.
[0022]
In addition, when the surface of the conveying member is rough, fine particles are adsorbed on the surface, and if the particle shape is irregular, powder fluidity is reduced, and movement of the particles is restricted. These forces can be interpreted as frictional forces, which also affect the antagonism of gravity at the selected position. Therefore, the property of adhesion by the frictional force is also included in the concept of “specific physical property” in the present invention. Further, all factors such as viscosity which affect the adhesion of the powder are included in the concept of “specific physical properties” in the present invention.
[0023]
In the present invention, it is preferable that at least one of the “specific physical properties” is a magnetic property. With respect to a mixed powder composed of two or more types of particles having different magnetic properties, the conditions for selective transport can be appropriately controlled by adjusting the magnetic field on the surface of the transport member.
[0024]
It is preferable that the transport member is a rotating body whose axis is held substantially horizontally. By using a rotating body as the transfer member, the transfer device of the present invention can be manufactured simply and at low cost. Further, by using a rotating body as the transporting member, a pickup position, a selection position, and a detachment position are arranged around the apparatus, thereby making it possible to downsize the apparatus. A series of transport operations by the transport device of the present invention can be performed continuously without stopping.
[0025]
In particular, when at least one of the specific physical properties is a magnetic property, a non-magnetic material is used as the rotating body, and a magnet is arranged in the inside of the rotating body to provide an optimal transport member. Can be. That is, the magnetic field at the pickup position or the selected position is optimized, and the magnetic field at the desorption position is made small or zero. By selection, a desired magnetic field can be formed.
[0026]
In the transport device of the present invention, when a rotating body is employed as the transporting member, any area below the rotating body or around the rotating direction thereof adsorbs the mixed powder (pickup position), and its rotation A vertical portion immediately downstream in the direction is a position (selection position) where the surface is held in a substantially vertical direction, and any region that is downstream in the rotational direction and upstream of the position where the mixed powder is adsorbed is located. And a position (detachment position) at which the mixed powder is separated from the surface of the transport member.
[0027]
In addition, when a long object is used as the rotating body, the peripheral surface in any region in the axial direction of the rotating body is configured to exhibit the above function, and the circumferential surface in another region in the axial direction of the rotating body is used. On the surface, the surface adsorption force of the mixed powder due to the specific physical property is increased in a region below the rotator or upstream in the rotation direction, and the surface adsorption force is reduced downstream thereof. Alternatively, the above-described function may be combined with a powder conveying function in the opposite direction. In this case, since the adsorption and desorption are performed regardless of the conditions in the powder conveying function in the reverse direction, the mixed powder can be moved between two places although it is not a selective conveyance.
[0028]
The transport device of the present invention is suitable for transporting a two-component developer in which the mixed powder contains a toner and a carrier for electrophotography. In the two-component developer, the carrier is a magnetic particle, and the toner is a non-magnetic particle, and thus corresponds to a mixed powder of particles having different magnetic properties. Transport can be realized.
[0029]
On the other hand, a developing device of the present invention contains a developer carrying a developer containing at least a toner and a carrier to develop a latent image of the latent image carrier, and contains the developer, and A developer accommodating portion to be supplied to the carrier, a replenishing agent accommodating portion adjacent to the developer accommodating portion for accommodating a replenishing agent including a replenishing toner and a carrier, the replenishing agent accommodating portion and the developer accommodating portion; And a transport device for transporting the developer and / or the replenisher to each other between the developer and the developer. The transport device is the transport device of the present invention, and the mixed powder is the developer. It is characterized by being.
[0030]
In the developing device according to the present invention, the developing device including the transport device according to the present invention can separate the developer according to the state of the developer. For example, when the mixing ratio of the non-magnetic toner in the developer in the developer accommodating portion decreases and the ratio of the carrier including the magnetic material increases, the magnetic properties of the entire developer change ( Therefore, the developer can be selectively conveyed from the developer accommodating section to the replenishing agent accommodating section only in such a case using the property change. Therefore, the developer whose toner concentration has decreased can be separated from the developer whose toner concentration has not decreased.
[0031]
It is preferable that the developer conveyed by the conveyance device is configured to be mixed with the replenishing agent in contact with the replenishing agent, and to return to the developer accommodating portion again. With this configuration, it is possible to omit a toner feed mechanism, a toner supply motor, a sensor, and the like, which are usually required for the developer, and to reduce the cost.
[0032]
In the developing device according to the aspect of the invention, the developing device may further include a flow unit configured to flow the developer in the developer storage unit. It is preferable that a partition member is provided on at least a part of the flow path to partition the flow path in the vertical direction. By arranging such a partition member, the pickup amount of the mixed powder at the pickup position can be made uniform, and the conditions for separating the developer with the reduced toner concentration from the developer with the toner concentration not reduced are set. Can be stabilized.
[0033]
The image forming apparatus according to the present invention includes at least a latent image carrier, a latent image forming unit that forms an electrostatic latent image on the surface of the latent image carrier, and an electrostatic image formed on the surface of the latent image carrier. Developing means for visualizing the latent image, and an image forming apparatus,
The present invention is characterized in that the developing device of the present invention is used as the developing means. By using the image forming apparatus including the developing device of the present invention, a stable image forming apparatus without fogging at low cost can be provided.
[0034]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on the drawings with reference to preferred embodiments.
<Action mechanism of the present invention>
First, the operation mechanism of the present invention will be described. In this description, an example will be described in which a rotating body is used as a conveying member, and magnetic properties (partially frictional force) are used as specific physical properties. FIG. 1 is a schematic explanatory view for explaining the operation mechanism of the present invention. In FIG. 1,
[0035]
It is assumed that the conveying
[0036]
By the rotation of the conveying
[0037]
When the conveying
[0038]
When the conveying
[0039]
Considering such a mechanism, the selection of the conveyance and the non-conveyance at the selected position (b) is determined by the balance between the conveyance force Hb generated by the magnetic attraction force Mb and the coefficient of friction and the gravity Gb. In order to select the non-conveyance by changing the state of a specific physical property of the
[0040]
In the action mechanism of the present invention described above, an example is described in which a rotating body is used as the transporting member. However, the shape of the transporting member is not limited to such a rotating body, and the surface is held substantially vertically and substantially horizontally. There is no problem as long as the shape can be used. In particular, it is preferable that the shape in which the surface is held can be continuously changed to a substantially vertical, substantially horizontal or other angle, and specifically, for example, in addition to the rotating body as in this example, an endless belt shape or the like Is mentioned.
[0041]
Further, although the magnet has been described in the form of two fixed magnets, the number of magnets is not limited to fixed magnets, and the number thereof is not limited to two. , Magnetic poles and the like may be appropriately controlled.
[0042]
Furthermore, the "specific physical property" has mainly been described with reference to the temporal property. However, the present invention is not limited to this. For example, an electrostatic property may be employed. When the electrostatic property is adopted, two or more kinds of particles having different electrostatic properties such as high charge and low charge, charged and uncharged are included in the mixed powder, and the surface of the conveying member is mixed with the mixed powder. By being charged to the opposite polarity or being forcibly charged with electricity, the structure is made to be attracted by electrostatic force.
[0043]
<Embodiment of the present invention>
Next, the present invention will be described in more detail with reference to some preferred embodiments of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment, which is one exemplary embodiment of the transport apparatus of the present invention. In FIG. 2, screw augers 16 a and 16 b are arranged in a
Above a part of the transport path in the
[0044]
A transfer test was performed by applying two fixed magnets having different magnetic pole patterns Mp to the fixed
[0045]
Further, as the
[0046]
First, “combination of a fixed magnet having a strong pickup magnetic pole Mp and a transport roll having a surface roughness Rz of 20 μm”, “combination of a fixed magnet having a weak pickup magnetic pole Mp and a transport roll having a surface roughness of Rz = 20 μm” and The test was conducted at three levels of “combination of a fixed magnet having a weak pickup magnetic pole Mp and a transport roll having a surface roughness Rz of 0 μm”. At this time, at each level, the rotation angle of the fixed
In this state, the toner density was varied, and the amount of conveyance (the amount of conveyance of the
[0047]
Next, in addition to the above three levels, “combination of a fixed magnet having a strong pickup magnetic pole Mp and a transport roll having a surface roughness Rz of 0 μm” was added to the four levels. In each level, the toner concentration (TC) was 15% by mass. The same test was performed by adjusting the rotation angle of the fixed
[0048]
4A and 4B, the horizontal axis represents the toner concentration (% by mass) in the developer as the
[0049]
From the results shown in the graphs of FIGS. 4A and 4B, the difference in the toner concentration in the developer as the
[0050]
Next, in the same apparatus as that of FIG. 2, the
[0051]
The
[0052]
As can be seen from the graph shown in FIG. 7, when y = −14 mm, conveyance / non-conveyance can be completely separated depending on the difference in toner density. Also, depending on other conditions, it is possible to separate transport / non-transport to some extent. From the above, it can be seen that conveyance and non-conveyance can also be controlled by the height at which the
[0053]
FIG. 8 shows an example of a transfer device capable of picking off the mixed powder that has been picked up to another place. The transport device of the present example is provided between a
[0054]
In order to reliably realize the pick-off at the detached position, it is necessary to make the absolute value of the magnetic flux density at the center of the same pole (N-N pole) sufficiently small. Generally, it is preferred to be about 7 mT or less.
[0055]
FIG. 9 shows an example of a toner density control portion of a developing device in which the toner density is autonomously kept constant by using a further modified version of the transport device shown in FIG. 9) is a plan view, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line EE in FIG. 9A. The transport device of the present example includes a
[0056]
In the
[0057]
The fixed magnets arranged inside the
[0058]
In the
[0059]
On the other hand, in the
[0060]
In this way, the conveyance in the opposite direction is performed by the
[0061]
Finally, FIG. 11 shows an embodiment of a developing device using the transport device shown in FIG. In FIG. 11, members having the same functions as those of the transfer device shown in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In the present developing device, the
[0062]
The
[0063]
An image forming apparatus according to the present invention includes at least a latent image carrier, a latent image forming unit that forms an electrostatic latent image on the surface of the latent image carrier, and an electrostatic latent image formed on the surface of the latent image carrier. And a developing unit for visualizing the image. The developing unit has a configuration as shown in FIG. 11, for example. The specific configuration is the same as that shown in FIG. 13, and the configuration other than the transport device characteristic of the present invention is not particularly limited.
[0064]
A running test was performed using an electrophotographic image forming apparatus including the developing device shown in FIG. The specifications of the image forming apparatus used at this time are as follows.
(Specifications of image forming apparatus)
・ Process speed: @ 108 mm / sec.
・ Circumferential speed of developing roll: # 215 mm / sec.
-Gap between the developing roll and the photoconductor: 0.4 mm
・ Amount of developer transported on the surface of the developing roll: 350 g / m2
・ Developing roll diameter: $ 18mm
・ Photoreceptor diameter: $ 84mm
・ Charge potential of photoconductor: -650V
・ Potential of image portion of photoconductor: -200V
・ Bias potential of developing roll: ΔVPP= 1.5 kV, VDC= -500V, Duty = 50%, f = 2kHz
・ Toner: ① Pulverized toner, which has been classified to have a volume average particle size of 6.5 μm by classification, Black, treated with external additives, negatively charged
・ Carrier: △ Volume average particle size 50μm, Ferrite core coated with resin
・ Amount of developer: $ 350g
[0065]
In the running test, A4 paper was used to print 20 sheets each of halftone or solid images with a printing density of 5%, 20%, 50%, and 100% (area ratio), and 20 blank sheets were run. Thereafter, the left half, the right half, the upper half, and the lower half of the half-surface solid image were printed at a position on the paper, 20 sheets each, and finally 20 blank sheets were flown. With this set as one set, a total of five sets were repeated, and a running test was performed for a total of 1000 sheets.
[0066]
FIG. 12 shows the transition of the image density in the traveling direction of the sheet in the running test. As can be seen from the graph of FIG. 12, in the image forming apparatus of the present invention, the density reproducibility was very stable, and no fogging was observed at all.
[0067]
In the embodiment described above, as the mixed powder composed of two or more kinds of particles having specific physical properties different from each other, a description has been mainly given by taking as an example a developer composed of toner and carrier having different magnetic properties. The transfer device of the present invention is not limited to this, and can be applied to various mixed powders composed of two or more types of particles having different specific physical properties, such as particles having different electrostatic characteristics. In addition, two types of particles having specific physical properties different from each other, that is, a toner and a carrier have been mainly described, but three or more types of particles may be included.
[0068]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, for a mixed powder or developer composed of two or more types of particles, the mixed state of these two or more types of particles (for example, without using a sensor or a motor for supplying powder). , The ratio of toner concentration, etc.), the conveyance / non-conveyance is selected autonomously, for example, it is possible to keep the toner concentration constant and to be influenced by the fluctuation of the amount of the particles constituting the mixed powder. In addition, it is possible to provide a transport device that does not take in some of the particles excessively, and a developing device and an image forming device using the transport device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic explanatory view for explaining an operation mechanism of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of the transfer device of the present invention.
3A and 3B are schematic diagrams showing magnetic pole patterns of two types of fixed magnets applied to the transport device of FIG. 2, wherein FIG. 3A shows a fixed magnet having a strong magnetic pole pattern of a pickup magnetic pole, and FIG. It is a fixed magnet with a weak magnetic pole pattern.
FIG. 4 is a graph showing a result of a transfer test performed using the transfer device of FIG. 2;
FIG. 5 is a schematic sectional view showing another example of the transfer device of the present invention.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a magnetic pole pattern of a fixed magnet applied to the transfer device of FIG.
FIG. 7 is a graph showing the results of a transport test performed using the transport device of FIG.
FIG. 8 is a schematic sectional view showing still another example of the transfer device of the present invention.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing an example of the transfer device of the present invention in which the transfer device shown in FIG. 8 is further modified.
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating magnetic pole patterns in two transfer units in the transfer device of FIG. 9;
FIG. 11 is a schematic sectional view showing an example of the developing device of the present invention.
12 is a graph showing the results (transition of image density) of a running test performed using an electrophotographic image forming apparatus including the developing device of FIG.
FIG. 13 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus using a general two-component developing device.
14 is a schematic sectional view of a two-component developing device in the image forming apparatus shown in FIG.
FIG. 15 is a graph showing a relationship between toner density and toner charge amount in a two-component developing system developer.
[Explanation of symbols]
1 Transport member
2 mixed powder
3, 3 ', 38, 68A, 68B fixed magnet (magnet)
10, 30, 50 ° conveying member
12 mixed powder
14 container
16a, 16b screw auger
18 fixed magnet
20, 40, 60 ° transport roll (rotary body)
24mm divider
32, 34, 52, 54 Developer (mixed powder)
62 container (developer container)
64 conveyance path (supplement storage section)
70 ° developing roll (developer carrier)
76mm photoconductor (latent image carrier)
Claims (13)
前記特定の物理的性質により、前記混合粉体を表面に吸着する搬送部材を有し、該搬送部材の表面が、前記混合粉体を吸着した後、略鉛直方向に保持され、さらに略水平方向に保持されるように移動することを特徴とする搬送装置。A transport device that selectively transports a mixed powder composed of two or more particles having different specific physical properties according to the specific physical properties of the mixed powder as a whole,
Due to the specific physical property, the device has a conveying member that adsorbs the mixed powder on a surface thereof, and the surface of the conveying member is held in a substantially vertical direction after adsorbing the mixed powder, and further, in a substantially horizontal direction. A transfer device that moves so as to be held by the transfer device.
前記現像手段として、請求項10〜14のいずれか1に記載の現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。The developer accommodating portion has a flow means for flowing the developer, and a lower part of a position where the transport device is disposed and adsorbs the developer is a flow path of the developer, and The developing device according to any one of claims 10 to 12, wherein a partition member that partitions a vertical direction of the path is disposed on at least a part of the path.
15. An image forming apparatus, wherein the developing device according to claim 10 is used as the developing unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002243634A JP4254161B2 (en) | 2002-08-23 | 2002-08-23 | Developing device and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002243634A JP4254161B2 (en) | 2002-08-23 | 2002-08-23 | Developing device and image forming apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004085701A true JP2004085701A (en) | 2004-03-18 |
JP4254161B2 JP4254161B2 (en) | 2009-04-15 |
Family
ID=32052345
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002243634A Expired - Fee Related JP4254161B2 (en) | 2002-08-23 | 2002-08-23 | Developing device and image forming apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4254161B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015011228A (en) * | 2013-06-28 | 2015-01-19 | 富士ゼロックス株式会社 | Developing apparatus, assembly, and image forming apparatus |
JP2017142385A (en) * | 2016-02-10 | 2017-08-17 | 富士ゼロックス株式会社 | Developing device and image forming apparatus |
-
2002
- 2002-08-23 JP JP2002243634A patent/JP4254161B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015011228A (en) * | 2013-06-28 | 2015-01-19 | 富士ゼロックス株式会社 | Developing apparatus, assembly, and image forming apparatus |
JP2017142385A (en) * | 2016-02-10 | 2017-08-17 | 富士ゼロックス株式会社 | Developing device and image forming apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4254161B2 (en) | 2009-04-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7502579B2 (en) | Developing device using developer of particular properties suitable therefore | |
JP2011048105A (en) | Developing device and image forming apparatus having the same | |
JP5156778B2 (en) | Developing device and image forming apparatus including the same | |
JP3356948B2 (en) | Developing device | |
JP5996016B2 (en) | Developing device and image forming apparatus including the developing device | |
US4502412A (en) | Apparatus for metering marking particles onto a developer roller | |
JP4254161B2 (en) | Developing device and image forming apparatus | |
JP2019158919A (en) | Developer storage device | |
JPH1144997A (en) | Developing device | |
JP5061209B2 (en) | Developing device and image forming apparatus including the same | |
JP4731218B2 (en) | Development device | |
US5752139A (en) | Dual-component magnetic brush developing device | |
JP4387281B2 (en) | Development device | |
JP4622411B2 (en) | Developing device and image forming apparatus using the same | |
JP2004280092A (en) | Development apparatus and tandem type color image forming machine | |
JP4285123B2 (en) | Developing device and image forming apparatus using the same | |
JP4673705B2 (en) | Developing apparatus and electrostatic recording apparatus | |
KR100197472B1 (en) | Developing device using a toner and carrier mixture | |
JPS6315882Y2 (en) | ||
JP2015004863A (en) | Image forming apparatus | |
JPH1144991A (en) | Developing device | |
JP2023012673A (en) | Developing device and image forming apparatus including the same | |
JPH11174848A (en) | Developing device and image forming device | |
JPH10198171A (en) | Developing device | |
JP2006106600A (en) | Developing device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD05 | Notification of revocation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425 Effective date: 20050509 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050725 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071015 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071023 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071225 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080624 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080825 |
|
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: 20090106 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090119 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120206 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130206 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130206 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140206 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |