JP2004138934A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一成分磁性トナーに外添剤を混合した現像剤Ｔを用いた現像装置１２２の信頼性を高めることを可能とする。
【解決手段】現像剤Ｔを構成している一成分磁性トナーの消費に伴って現像容器１２２ａ内の一部に偏って蓄積されていく外添剤を、自重により落下させて回収する外添剤回収箱２０を現像容器１２２ａと連通するようにして取り付けているとともに、上記外添剤回収箱２０と現像容器１２２ａとの連通部分に、外添剤の粒子は通過させるが一成分磁性トナーの粒子は不通過とする多数の網目状隙間を有するフィルター部材２０ｂを配置したことによって、画像形成動作を良好に維持させることができるようにしたもの。
【選択図】　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一成分磁性トナーに外添剤が混在された現像剤を用いるようにした現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真複写機やプリンタなどの各種画像形成装置の中には、一成分磁性トナーを用いて現像を行うようにした装置があり、そのような装置では、感光ドラムなどの潜像担持体上に形成された静電潜像に対して、現像装置の現像容器内に蓄えられた一成分磁性トナーが供給されることにより現像が行われ、その現像によって得られたトナー像が、適宜の記録紙上に転写されるようになっている。
【０００３】
このような現像装置としては、例えば図５に示されているような感光ドラム１と現像装置２とが一体化されたプロセスカートリッジＰＣとして構成されたものがあるが、そのようなプロセスカートリッジＰＣは、図６に示されているように、画像形成装置本体ＰＳに対して着脱される構成になされている。上述した図５に示されているプロセスカートリッジＰＣにおいては、感光ドラム１の表面が帯電ローラ３によって一様帯電された後に、図示を省略したスキャナユニットからの照射光（図示一点鎖線）による露光が行われて所望の静電潜像が上記感光ドラム１上に形成される。更にその静電潜像には、上述した現像装置２の現像陽気２ａ内に蓄えられた一成分磁性トナーである現像剤Ｔが、上記感光ドラム１と対向するように配置された現像スリーブ２ｂを通して供給され、そのときの現像作用により感光ドラム１の表面上にトナー像が得られるようになっている。
【０００４】
ところで、このようにして現像に供される一成分磁性トナーは、現像装置の使用状態、特に、使用頻度や温度、湿度などによって塊になりやすい傾向がある。そこで従来から、一成分磁性トナーの流動性を向上させるためなどの目的で、当該一成分磁性トナーに対して外添剤を混合した現像剤が用いられることが行われている。このときの外添剤は、例えばシリカなどの粒子からなるものであるが、上述した現像作用そのものには関与しないものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように一成分磁性トナーに対して適宜の外添剤を混合させて用いると、現像剤の流動性が向上されることなどによって良好な現像作用が得られるという利点はあるが、長期にわたって使用していると、現像作用には直接関与しない外添剤が、現像容器２ａの内部に蓄積していることとなる。より具体的には、特に現像スリーブ２ｂの回転方向における上流側の入口部分において、外添剤がトナー粒子から分離して下方に落下していき、現像容器２ａの底部、特に現像スリーブ２ｂの下方位置に相当する位置に徐々に堆積していく。
【０００６】
そして、このようにして現像容器２ａ内に蓄積した外添剤が、外部からの衝撃などによって現像スリーブ２ｂの表面上に付着してしまうと、現像スリーブ２ｂの表面に圧接しているトナー規制用ブレード４等の圧接部材のニップ部に外添剤が噛み込まれていくことになってしまい、特に、上述したトナー規制用ブレード４などの圧接部材が、シリコン等の柔軟性材料から形成されている場合には、そのスリーブ圧接部材の表面が外添剤との間の擦れによって傷付けられたりするなどの問題が発生し、形成画像の品質を低下させてしまう原因になりかねない。
【０００７】
このような外添剤が蓄積されていくことによる問題は、トナー残量が少なくなってきたことなどによって、そのトナー残量に対して外添剤の蓄積量が相対的に増大してきたときに特に発生しやすく、従って、例えばトナー補給を繰り返し行うように構成された画像形成装置では品質確保の上から大きな問題になっている。
【０００８】
そこで本発明は、一成分磁性トナーに外添剤を混合して用いた場合においても良好な画像形成を維持させることができるようにした現像装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１にかかる現像装置では、潜像担持体上に形成された静電潜像の現像を行う現像スリーブが設けられた現像容器内に、一成分磁性トナーに対して適宜の外添剤が混合された現像剤を蓄えた現像装置において、上記一成分磁性トナーの消費に伴って前記現像容器内の一部に偏って蓄積されていく前記外添剤を回収する外添剤回収箱が、上記現像容器ら対して取り付けられたものであって、上記外添剤回収箱の開口部が前記現像容器の内部側に連通するように連結されていることによって、前記外添剤が自重により前記外添剤回収箱内に落下して回収される構成になされているとともに、上記外添剤回収箱と前記現像容器との連通部分には、前記外添剤の粒子は通過させるが前記一成分磁性トナーの粒子を不通過とする多数の網目状隙間を有するフィルター部材が配置されている。
【００１０】
このような請求項１にかかる現像装置によれば、一成分磁性トナーが消費されていくのに従って現像容器内に外添剤が蓄積されてくると、その外添剤は、フィルター部材の網目状隙間を通して上記外添剤回収箱内に向かって自由落下していき、その結果、上記外添剤回収箱内に外添剤が回収されていく。一方、一成分磁性トナーの方は、上記フィルター部材の網目状隙間により落下を阻止されることから現像容器内にとどまって現像作用に供されるようになっている。
【００１１】
また、請求項２にかかる現像装置では、上記請求項１における外添剤及び一成分磁性トナーとして、互いに異なる帯電極性のものが採用される一方、前記外添剤回収箱には、適宜の極性に帯電した上記外添剤の粒子を当該外添剤回収箱の内部側に向かって電気的に吸引する電界形成手段が設けられており、さらに請求項３にかかる現像装置では、上記請求項２におけるフィルター部材が適宜の導電性部材から形成されているとともに、その導電性部材からなるフィルター部材が接地状態となるように構成されていることから、上述した請求項１にかかる外添剤の回収作用が、電界形成手段の外添剤吸引作用によって一層良好に行われるようにしたものである。
【００１２】
さらにまた、請求項４にかかる発明では、上記請求項１におけるフィルター部材に設けられた網目状隙間が３μｍ〜５μｍの隙間寸法を有するように形成されていることから、例えばシリカ粒子からなる外添剤がフィルター部材を円滑に通過していくとともに、一成分磁性トナーの粒子は、上記フィルター部材を通過することなく現像容器内に保持されるようになっている。
【００１３】
一方、請求項５にかかる発明では、上記請求項１におけるフィルター部材には、当該フィルター部材に対して振動を付与し、そのフィルター部材に付着した外添剤の粒子を強制落下させる目詰り防止手段が付設されていることから、フィルター部材の網目状隙間に目詰まり等を生じさせることから、外添剤の回収が長期にわたって良好に行われるようになっている。
【００１４】
また、請求項６にかかる発明では、上記請求項１における外添剤回収箱が、現像容器に対して着脱自在に取り付けられていることから、外添剤回収箱内が外添剤で一杯になったときなどには、当該外添剤回収箱を現像容器から取り出して内部の外添剤を廃棄することが可能となり、従って、一つの外添剤回収箱を繰り返して使用することや、外添剤回収箱の小型化を図ることが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明することとするが、それに先立って、レーザプリンタを例にとって画像形成装置の全体の構造を概説しておく。
【００１６】
すなわち、図１に示されているレーザプリンタ１０においては、外部から送られてきた画像情報が、光書込部１１により光変調情報としてプロセスカートリッジ１２内に設けられた感光ドラム１２１上に光スポット上に結像され、その光スポットが、上記感光ドラム１２１の軸方向（主走査方向）に往復走査されることによって当該感光ドラム１２１上に形成画像に対応する静電潜像が形成される。そして、その感光ドラム１２１上の静電潜像に対して、同じくプロセスカートリッジ１２内に一体的に設けられた現像装置１２２から現像剤（トナー）が供給されることにより未定着トナー像が形成される。一方、装置下部には、給紙カセット１３又は給紙トレイ１４に蓄えられた記録紙Ｐが配置されており、その給紙カセット１３又は給紙トレイ１４の記録紙Ｐが、給紙ローラ１３ａ又は１４ａにより引き出されて、レジストローラ１５によりタイミングをとられながら、上述した感光ドラム１２１の転写部に送り込まれるようになっている。
【００１７】
上記転写部では、前記感光ドラム１２１上の未定着トナー像が、記録紙Ｐ上に転写され、その未定着トナーが担持された記録紙Ｐは、定着装置１６に向かって搬送される。上記定着装置１６には、加熱器としての定着ローラ１６ａが設けられており、その定着ローラ１６ａの加熱定着動作によって、上記記録紙Ｐ上の未定着トナーが加熱・融解され、その結果、上記記録紙Ｐ上にトナー像が固定され定着されるようになっている。このような加熱定着動作によってトナー像を固定された記録紙Ｐは、装置上部の排紙トレイ１７上に排出される。
【００１８】
このとき、特に図２に示されているように、上述したプロセスカートリッジ１２の一部を構成する現像装置１２２は、中空状に形成された現像容器１２２ａを備えており、その現像容器１２２ａ内に、後述する現像剤Ｔが必要量蓄えられているとともに、当該現像容器１２２ａから一部が露出するようにしてローラ状の現像スリーブ１２２ｂが設けられている。上記現像スリーブ１２２ｂの露出部分は、上述した感光ドラム１２１の表面側と対向するように配置されている。
【００１９】
また、上記現像容器１２２ａ内には、少なくとも一部が前記現像剤Ｔ内に埋もれるようにして第１の撹拌羽根１２２ｃ及び第２の撹拌羽根１２２ｄが設けられており、それら第１及び第２の撹拌羽根１２２ｃ，１２２ｄの回転作用によって上記現像剤Ｔを、上述した現像スリーブ１２２ｂ側に攪拌しながら搬送する構成になされている。
【００２０】
このとき、本実施形態における前記現像剤Ｔとしては、基本的には一成分磁性トナーからなるものが採用されているが、その一成分磁性トナーに対しては、当該一成分磁性トナーの流動性を向上させるために、非磁性のシリカ粒子等からなる外添剤が混合されている。
【００２１】
さらに、上述した現像スリーブ１２２ｂの中心部分には、マグネットローラ１２２ｅが軸方向に延在するように内蔵されており、そのマグネットローラ１２２ｅによる磁気的吸引力によって、上述した現像剤Ｔのうち、外添剤を除いた一成分磁性トナーのみが前記現像スリーブ１２２ｂの表面上に付着して回動搬送されるように構成されている。すなわち、上述した現像剤Ｔのうちの外添剤（シリカ粒子）は、非磁性の粒子からなることから、現像スリーブ１２２ｂ側には付着することがなく、一成分磁性トナーから分離して上記現像スリーブ１２２ｂ下方に落下していくようになっている。
【００２２】
また、上記現像スリーブ１２２ｂの表面上には、薄板状のシリコン材からなるトナー規制ブレード１２２ｆが圧接されており、当該トナー規制ブレード１２２ｆの摺接力によって上記現像スリーブ１２２ｂの表面上に付着された一成分磁性トナーが一定の厚さをなすようにして層状に形成され、適宜なトナー量に規制された状態で一成分磁性トナーの供給が行われるように構成されている。
【００２３】
上述したように、前記現像剤Ｔのうちの外添剤（シリカ粒子）は、現像スリーブ１２２ｂ側には付着することなく一成分磁性トナーから分離して現像スリーブ１２２ｂの下方に落下していくこととなるが、その外添剤（シリカ粒子）を受ける上記現像容器１２２ａの底面部には、当該現像容器１２２ａの外側（図示下方側）から、特に図３及び図４に示されているような外添剤回収箱２０が取り付けられている。
【００２４】
この外添剤回収箱２０は、一成分磁性トナーが消費されていくに従って上記現像容器１２２ａの内部側に蓄積されていく外添剤（シリカ粒子）を、外添剤の自重により当該外添剤回収箱２０の内部側に落下させて回収する構成になされている。より具体的には、細長直方体状の中空容器を備えているとともに、その外添剤回収箱２０を構成する中空容器の上面側部分には、平面略矩形状をなす開口部２０ａが形成されている。そして、その外添剤回収箱２０の上方開口部２０ａが、上述した外添剤（シリカ粒子）の落下位置、すなわち前記現像スリーブ１２２ｂの直下位置に相当する位置に開口するように連結されており、これによって、当該外添剤回収箱２０が前記現像容器１２２ａの内部側に連通する構成になされている。
【００２５】
さらに、上記外添剤回収箱２０の上方開口部２０ａには、多数の網目状隙間を有するメッシュネット状をなすフィルター部材２０ｂが、上記外添剤回収箱２０の上方開口部２０ａに設けられた断面略コの字状の取付ガイド部２０ｃ内に摺動するようにして装着・支持されている。このフィルター部材２０ｂに設けられた網目状隙間のメッシュ寸法は、前記現像剤Ｔのうちの外添剤粒子（シリカ粒子）は通過させるが、一成分磁性トナー粒子を不通過とする範囲に形成されている。より具体的には、約６μｍの粒子径を有する一成分磁性トナー粒子、及び約２０ｎｍの粒子径を有する外添剤（シリカ粒子）に対して、上述したフィルター部材２０ｂの網目状隙間が、３μｍ〜５μｍの範囲内の隙間寸法を有するように形成されている。
【００２６】
一方、本実施形態にかかる前記外添剤回収箱２０は、上述したフィルター部材２０ｂを除いた中空容器部分が、前記現像容器１２２ａに対して着脱自在に取り付けられており、そのフィルター部材２０ｂを除いた中空容器部分が、上記現像容器１２２ａ側から取り外されることによって、当該外添剤回収箱２０の中空容器内に貯まった外添剤を、容易に廃棄し、又は再使用することが容易に行われる構成になされている。
【００２７】
また、上記外添剤回収箱２０に装着されたフィルター部材２０ｂに対しては、当該フィルター部材２０ｂに振動を付与する目詰り防止手段が付設されている。すなわち、上記目詰り防止手段は、上述したフィルター部材２０ｂに付着した外添剤を振動によって落下させる加振手段から構成されたものであって、上述したフィルター部材２０ｂの取付ガイド部２０ｃから延出する板状の振動板２０ｄに対して、振動歯車２０ｅの歯部の先端部分が接触するように配置されている。そして、上記振動歯車２０ｅが、図示を省略した駆動系により回転駆動されることによって、上記振動板２０ｄを通してフィルター部材２０ｂに振動が与えられ、その振動によって当該フィルター部材２０ｂの網目状隙間等に付着した外添剤が強制的に落下されるようになっている。
【００２８】
加えて、本実施形態においては、前記現像剤Ｔを構成している外添剤及び一成分磁性トナーに、互いに異なる帯電極性のものが採用されている。具体的には、一成分磁性トナーとしては、負極に帯電するものが採用されているのに対して、外添剤としては、シリカ等の正極に帯電するものが採用されている。
【００２９】
そして、上述したフィルター部材２０ｂの全体が導電性部材から形成されているとともに、その導電性部材からなるフィルター部材２０ｂが、特に図４に示されているように、グランドに接地された状態になされている。一方、そのグランド接地されたフィルター部材２０ｂの直下位置、つまり、上記外添剤回収箱２０の底面部には、上記フィルター部材２０ｂに対面するようにして板状の電極板２０ｆが、適宜の絶縁体（図示省略）を介して取り付けられている。
【００３０】
その電極板２０ｆの一端縁には、交流電源２０ｇが重畳された直流電源２０ｈの負極側が電気的に接続されている。すなわち、上記外添剤回収箱２０内における上記フィルター部材２０ｂと電極板２０ｆとの間には、正極に帯電している外添剤の粒子を電極板２０ｆ側に向かって吸引する電界が形成されており、そのような電界によって、フィルター部材２０ｂ又はその近傍に存在している外添剤の粒子が、網目状隙間を通過して下方側に強制的に落下されるように構成されている。
【００３１】
このような本実施形態にかかる現像装置１２２によれば、一成分磁性トナーの消費に従って現像容器１２２ａ内に外添剤（シリカ粒子）が蓄積されてくると、その外添剤は、フィルター部材２０ｂの網目状隙間を通して外添剤回収箱２０内に向かって自由落下することにより回収される。一方、一成分磁性トナーの方は、上記フィルター部材２０の網目状隙間により落下を阻止されることとなって、現像容器１２２ａ内にとどまって現像作用に供される。
【００３２】
さらに、本実施形態にかかる現像装置１２２では、正極に帯電した外添剤（シリカ粒子）を外添剤回収箱２０の内部側に向かって電気的に吸引する電界形成手段が設けられていることから、上述した外添剤の回収作用が、電界形成手段の外添剤吸引作用によって一層良好に行われるようになっている。
【００３３】
さらにまた、本実施形態では、上記フィルター部材２０ｂに対して振動を付与し、そのフィルター部材２０ｂに付着した外添剤（シリカ粒子）を強制落下させる目詰り防止手段が付設されていることから、フィルター部材２０ｂの網目状隙間に目詰まり等を生じることなく、外添剤の回収が長期にわたって良好に行われるようになっている。
【００３４】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であるというのはいうまでもない。
【００３５】
例えば、上述した実施形態では、シリカ粒子を外添剤として用いたものであるが、その他の多種多様な外添剤を用いた装置に対しても本発明は同様に適用することができる。
【００３６】
また、本発明は、上述した実施形態におけるレーザプリンタ以外の多種多様な画像形成装置に対しても同様に適用することができるものである。
【００３７】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１記載の発明にかかる現像装置は、一成分磁性トナーの消費に伴って現像容器内の一部に偏って蓄積されていく外添剤を自重により落下させて回収する外添剤回収箱を現像容器と連通するように取り付けているとともに、上記外添剤回収箱と現像容器との連通部分に、外添剤の粒子を通過させるが一成分磁性トナーの粒子は不通過とする多数の網目状隙間を有するフィルター部材を配置したことによって、画像形成動作を良好に維持させることができるようにしたものであるから、一成分磁性トナーに外添剤を混合した現像剤を用いた現像装置の信頼性を高めることができる。
【００３８】
また、請求項２記載の発明にかかる現像装置は、上記請求項１における外添剤及び一成分磁性トナーとして、互いに異なる帯電極性のものを採用する一方、前記外添剤回収箱に、適宜の極性に帯電した上記外添剤の粒子を当該外添剤回収箱の内部側に向かって電気的に吸引する電界形成手段を設け、さらに請求項３にかかる現像装置は、上記請求項２におけるフィルター部材を適宜の導電性部材から形成するとともに、その導電性部材からなるフィルター部材を接地状態となるように構成して、上述した請求項１にかかる外添剤の回収作用が、電界形成手段の外添剤吸引作用によって一層良好に行われるようにしたものであるから、上述した効果を一層高めることができる。
【００３９】
さらにまた、請求項４記載の発明にかかる現像装置は、上記請求項１におけるフィルター部材に設けた網目状隙間が３μｍ〜５μｍの隙間寸法を有するように形成して、外添剤がフィルター部材を円滑に通過していくとともに、一成分磁性トナーの粒子は上記フィルター部材を通過させることなく現像容器内に保持させるようにしたものであるから、上述した効果を確実に得ることができる。
【００４０】
一方、請求項５記載の発明にかかる現像装置は、上記請求項１におけるフィルター部材に対して振動を付与し、そのフィルター部材に付着した外添剤の粒子を強制落下させる目詰り防止手段を付設して、フィルター部材の網目状隙間に目詰まり等を生じさせることなく外添剤の回収を長期にわたって良好に行われるようにしたものであるから、上述した効果を更に向上させることができる。
【００４１】
また、請求項６記載の発明にかかる現像装置は、上記請求項１における外添剤回収箱を現像容器に対して着脱自在に取り付けて、外添剤回収箱内が外添剤で一杯になったときなどにおける外添剤の廃棄や再使用を容易に行い得るように構成したことによって、一つの外添剤回収箱を繰り返して使用することや外添剤回収箱の小型化などを図ることを可能としたものであるから、上述した効果に加えて外添剤回収箱の使用性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの構造例を表した縦断面説明図である。
【図２】現像装置を有するプロセスカートリッジに本発明を適用した場合の一実施形態を表した横断面説明図である。
【図３】図２に示されたプロセスカートリッジに取り付けられている外添剤回収箱の構造を表した外観斜視説明図である。
【図４】図３に示された外添剤回収箱の横断面説明図である。
【図５】一般の現像装置を有するプロセスカートリッジの一例を表した横断面説明図である。
【図６】図５に表したプロセスカートリッジを着脱する状態を表した画像形成装置の外観斜視説明図である。
【符号の説明】
１０　レーザプリンタ
１２　プロセスカートリッジ
１２１　感光ドラム
１２２　現像装置
１２２ａ　現像容器
１２２ｂ　現像スリーブ
１２２ｅ　マグネットローラ
１２２ｆ　トナー規制ブレード
Ｔ　現像剤（一成分磁性トナー、外添剤）
２０　外添剤回収箱
２０ａ　開口部
２０ｂ　フィルター部材
２０ｃ　取付ガイド部
２０ｄ　振動板（目詰り防止手段）
２０ｅ　振動歯車（目詰り防止手段）
２０ｆ　電極板（電界形成手段）

Claims (6)

1. 潜像担持体上に形成された静電潜像の現像を行う現像スリーブが設けられた現像容器内に、一成分磁性トナーに対して適宜の外添剤が混合された現像剤を蓄えた現像装置において、
   上記一成分磁性トナーの消費に伴って前記現像容器内の一部に偏って蓄積されていく前記外添剤を回収する外添剤回収箱が、上記現像容器ら対して取り付けられたものであって、
   上記外添剤回収箱の開口部が前記現像容器の内部側に連通するように連結されていることによって、前記外添剤が自重により前記外添剤回収箱内に落下して回収される構成になされているとともに、
   上記外添剤回収箱と前記現像容器との連通部分には、前記外添剤の粒子は通過させるが前記一成分磁性トナーの粒子を不通過とする多数の網目状隙間を有するフィルター部材が配置されていることを特徴とする現像装置。
2. 前記外添剤及び一成分磁性トナーとして、互いに異なる帯電極性のものが採用される一方、
   前記外添剤回収箱には、適宜の極性に帯電した上記外添剤の粒子を当該外添剤回収箱の内部側に向かって電気的に吸引する電界形成手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 前記フィルター部材が、適宜の導電性部材から形成されているとともに、
   その導電性部材からなるフィルター部材が、接地状態となるように構成されていることを特徴とする請求項２記載の現像装置。
4. 前記フィルター部材に設けた網目状隙間は、３μｍ〜５μｍの隙間寸法を有するように形成されていることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
5. 前記フィルター部材には、当該フィルター部材に対して振動を付与し、そのフィルター部材に付着した外添剤の粒子を強制落下させる目詰り防止手段が付設されていることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
6. 前記外添剤回収箱は、前記現像容器に対して着脱自在に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の現像装置。

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