JP2007093698A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファックス等に採用される電子写真方式を用いた画像形成装置に関するものであり、詳しくは非磁性トナーと磁性キャリアを混合して使用する2成分現像装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE
従来の電子写真方式の画像形成装置、その中でも特に有彩色の画像形成を行う画像形成装置においては、像担持体上の静電潜像を顕像化するために、磁性キャリアと磁性キャリアに摩擦帯電的に付着する非磁性トナーとを一定比率で混合して成る現像剤を用いた2成分現像方式が広く使用されている。 In a conventional electrophotographic image forming apparatus, particularly an image forming apparatus that forms a chromatic image, a friction between a magnetic carrier and a magnetic carrier is required to visualize an electrostatic latent image on an image carrier. A two-component development system using a developer obtained by mixing a nonmagnetic toner adhering to a charge in a certain ratio is widely used.
2成分現像方式では、マグネットを内包した現像剤担持体としての現像スリーブにより現像装置内の現像剤を担持し、像担持体に対抗する位置へ搬送すると共に、像担持体に対抗する位置で磁気ブラシを形成して像担持体上の静電潜像の顕像化(現像)を行う。このような2成分現像方式を用いることにより、静電潜像に対して忠実に顕像化すること(高画質)が可能であり、又、安定性にも優れるといった長所がある。 In the two-component development system, the developer in the developing device is carried by a developing sleeve as a developer carrying member including a magnet, conveyed to a position facing the image carrying body, and magnetic at a position opposed to the image carrying body. A brush is formed to visualize (develop) the electrostatic latent image on the image carrier. By using such a two-component development method, it is possible to make a visible image faithfully (high image quality) with respect to the electrostatic latent image, and there are advantages such as excellent stability.
上記2成分現像方式では、現像を行うと共に現像装置内の現像剤注のトナー濃度が低下する。そのために補給手段によって現像で使用された量と同じ量のトナーが現像装置内に補給され、磁性キャリアと混合・攪拌されることによる摩擦帯電で現像に適する帯電量になるよう制御される。 In the above two-component development method, development is performed and the toner density of the developer injection in the developing device is lowered. For this purpose, the same amount of toner as that used for development is supplied to the developing device by the replenishing means, and is controlled so as to have a charge amount suitable for development by frictional charging by mixing and stirring with the magnetic carrier.
ここで、現像装置内のトナー濃度は、現像剤濃度制御装置(ATR)を使用して適時正確に検出され、現像装置内のトナー濃度を常に一定になるように制御している。現像剤濃度制御装置(ATR)としては、従来から種々の方式のものが実用化されている。 Here, the toner concentration in the developing device is accurately detected in a timely manner using a developer concentration control device (ATR), and is controlled so that the toner concentration in the developing device is always constant. Various types of developer concentration control devices (ATR) have been put to practical use.
例えば、現像スリーブあるいは現像装置内の現像剤搬送経路に近接した位置に設置され、現像スリーブ上に搬送された現像剤か或は現像装置内の現像剤に対して光を当て、そのときの反射率がトナー濃度により異なることを利用してトナー濃度を制御する方式(光ATR方式)がある。 For example, it is installed at a position close to the developer transport path in the developing sleeve or the developing device, and applies light to the developer transported on the developing sleeve or the developer in the developing device, and the reflection at that time There is a system (optical ATR system) that controls the toner density by utilizing the fact that the rate varies depending on the toner density.
又、現像装置内の壁面に現像剤と接触して配置され、現像装置内の磁性キャリアと非磁性トナーの混合比率による見掛けの透磁率を検知してこれを電気信号に変換するインダクタンスヘッドを用い、見掛けの透磁率がトナー濃度により異なることを利用してトナー濃度を制御する方式(インダクタンスATR方式)がある。 In addition, an inductance head is used that is disposed on the wall surface in the developing device in contact with the developer, detects an apparent magnetic permeability due to the mixing ratio of the magnetic carrier and the non-magnetic toner in the developing device, and converts this into an electric signal. There is a method (inductance ATR method) for controlling the toner concentration by utilizing the fact that the apparent permeability varies depending on the toner concentration.
又、像担持体上に形成したパッチ画像濃度をその表面に対向した位置に設けた光源及びその反射光を受けるセンサにより読み取り、読み取った画像濃度をアナログ−デジタル変換器でデジタル信号に変換した後CPUに送り、画像濃度が初期設定値より高い場合には初期設定値に戻るまでトナー補給が停止され、画像濃度が初期設定値より低い場合には初期設定値に戻るまでトナーが補給され、その結果、トナー濃度が間接的に所望の値に維持される方式がある。 The patch image density formed on the image carrier is read by a light source provided at a position facing the surface and a sensor that receives the reflected light, and the read image density is converted into a digital signal by an analog-digital converter. When the image density is higher than the initial setting value, the toner supply is stopped until it returns to the initial setting value. When the image density is lower than the initial setting value, the toner is supplied until it returns to the initial setting value. As a result, there is a method in which the toner density is indirectly maintained at a desired value.
ここで、一般的な2成分現像装置について図1に基づき説明する。 Here, a general two-component developing device will be described with reference to FIG.
図1において、現像装置1は、現像剤を収容する現像容器2と、回転する中空の円筒である現像剤担持体としての現像スリーブ3と、現像スリーブ3内にその回転に対して固定配置された磁界発生手段たるマグネットローラ4と、現像容器2内に設置された現像剤の撹拌搬送手段としての攪拌スクリュー2a,2bと、現像剤を現像スリーブ1表面に薄層形成するために配置された現像剤層厚規制部材としての規制ブレード7とで構成されている。又、現像装置1とは別に補給するためのトナーを収納したトナー容器5が設けられており、現像装置1の上方に設けたトナー補給口6を通して、トナー容器5から補給トナーが現像装置1に補給される。
In FIG. 1, a developing
現像スリーブ1には、電源(図示せず)から直流バイアス及び交流バイアスが印加される。一般に、交流バイアスを印加することで現像効率が増加すると共に、像担持体上の静電潜像に対して忠実にトナーを現像するため、画像は高品位になる。
A DC bias and an AC bias are applied to the developing
ここで、像担持体上に形成された静電潜像を、図1及び図2に示した現像装置2を用いて2成分現像法により顕像化する現像工程と現像剤の循環系とについて説明する。
Here, a developing process for developing the electrostatic latent image formed on the image carrier by the two-component developing method using the developing
先ず、現像スリーブ3の回転に伴い磁極N1によって現像スリーブ3上に汲み上げられた現像剤は、磁極N1から磁極S1へと搬送される過程において、現像スリーブ3に担持される量を規制ブレード7によって規制され、現像スリーブ3上に薄層形成される。ここで、薄層形成された現像剤が、現像主極である磁極S1に搬送されてくると磁気力によって穂立ちが形成される。この穂状に形成された現像剤によって上記静電潜像が現像され、その後、マグネットローラ4の現像容器2内部側に設置された磁極N1及び磁極N2による反発磁界によって現像スリーブ3上の現像剤は、現像容器2内に戻される。
First, the developer pumped up onto the developing
このように、2成分現像法による現像装置においては、現像容器2内部側に、現像スリーブ3内部のマグネット4において互いに同極性の磁極を並べて配置することにより、現像後の現像剤を一旦現像スリーブ3から剥ぎ取り、前の画像履歴を残さない構成としている。
As described above, in the developing device based on the two-component developing method, by arranging the magnetic poles of the same polarity in the magnet 4 inside the developing
2成分方式を用いる現像装置においては、トナーと磁性キャリアが良好に攪拌されて搬送されることが望ましい。そこで、現像スリーブ3に現像剤を供給する現像室と、トナー容器5から補給トナーの供給を受ける攪拌室とに仕切り壁により分割され、現像室及び攪拌室のそれぞれにスクリュー状の攪拌手段2a,2bを互いに平行に配置した2軸攪拌方式を用いることが一般的である。
In a developing device using a two-component system, it is desirable that the toner and the magnetic carrier are transported with good stirring. Accordingly, the developing
図2に示すように、現像容器2に格納された現像剤のトナー濃度をトナー濃度センサ9で検知し、その結果必要とされるトナーをトナー補給口6から現像容器2内に補給する。補給されたトナーは、攪拌室の攪拌手段2bで現像剤と攪拌されると共に図中の矢印方向に搬送される。そして、攪拌室の端部に送られると共に攪拌室と現像室の間に設けられた現像剤の受け渡し部から現像室へと送られる。現像室に送られた現像剤は、現像スリーブ3上にトナーの補給を受けた適正なトナー濃度の現像剤を供給すると共に、現像スリーブ3から現像容器2に戻されたトナー作像後のトナー濃度が低下した現像剤を図中矢印方向に搬送し、現像室と攪拌室の間に設けられた現像剤の受け渡し部から攪拌室へと送られ、トナー濃度センサ9及びトナー補給口6に搬送されてトナー容器5から補給トナーの補給を受ける。
As shown in FIG. 2, the toner density of the developer stored in the developing
以上のような循環経路を構成することで、現像容器2内の現像剤は繰り返し現像作用に使用されると共に、高品位、高安定性を維持している。
By configuring the circulation path as described above, the developer in the developing
しかしながら、最近の画像形成装置の小型化に伴い現像装置1そのものの小型化が要求されており、小さい現像装置1で基本性能を維持することが困難になる場合がある。具体的には、現像容器2が小型化され、又、現像容器2内に格納される現像剤の量が少なくなるため、補給されたトナーが攪拌部材2a,2bで現像剤と十分に攪拌されないまま搬送されて現像スリーブ3へと供給される場合が発生する。このとき、補給トナーは現像剤中の磁性キャリアと十分に摩擦帯電されないため、現像に適した帯電量まで到達していない虞がある。このような場合、画像かぶり、濃度ムラ、トナー飛散等の画像問題が発生する場合がある。
However, with the recent miniaturization of the image forming apparatus, the
この問題を解決する方法としては、例えば特許文献1に記載のように攪拌部材2の回転軸芯上に多数のリブを設ける方法等がある。攪拌部材2の回転軸芯上に設けたリブにより、トナー補給口6より攪拌室内に補給された補給トナーを現像剤と強制的に混合・攪拌することで、磁性キャリアとの接触回数を増加させて現像に適する帯電量することができる。このように攪拌部材2の形状を変化させ、現像剤に対して機械的な攪拌能力を向上させることにより、前述の画像かぶり、濃度ムラ、トナー飛散等の問題を解決することができる。
As a method of solving this problem, there is a method of providing a large number of ribs on the rotating shaft core of the stirring
しかしながら、このような機械的な攪拌能力を向上させる方法では、現像剤に対して過剰な負荷を加えてしまうため、現像剤(特には磁性キャリア)の劣化を促進させる虞がある。磁性キャリアの劣化には、例えば磁性キャリア表面にトナー樹脂、トナー外添剤の付着や、磁性キャリア表面のトナーを帯電させるために設けられたコート材の剥がれ等がある。このような磁性キャリア劣化が進行すると、磁性キャリアのトナーに対する帯電付与能力が低下してしまうため、補給トナーに対して現像に適するまでの帯電量を負荷することが困難となり、画像形成枚数の増加に伴い前述の画像かぶり、濃度ムラ、トナー飛散等の画像問題が発生する場合がある。
近年のフルカラー複写機/プリンタ市場の拡大により様々な市場ニーズが要求される中で、特に高画質、高安定を追及した画像形成装置が多く製品化されている。今後もカラーイメージングへのニーズの広がりから、印刷市場のみならず一般オフィス市場でも高画質・高安定が必須となり、それに伴い画像形成装置の小型化もより一層進むものと予想される。よって、2成分現像方式を用いた画像形成装置においても、たとえ現像装置が小型化された場合でも十分な現像材の攪拌能力を有し画像かぶり、濃度ムラ、トナー飛散等の画像問題の無い画像レベルを長期に亘って維持していく必要がある。 While various market needs have been demanded due to the recent expansion of the full-color copying machine / printer market, many image forming apparatuses that pursue particularly high image quality and high stability have been commercialized. As the need for color imaging continues to expand, high image quality and high stability will be essential not only in the printing market but also in the general office market, and it is expected that the size of image forming apparatuses will be further reduced. Therefore, even in an image forming apparatus using the two-component developing system, even if the developing apparatus is downsized, the image has no sufficient image agitation, density unevenness, toner scattering, etc. It is necessary to maintain the level over a long period of time.
そこで、本発明の目的は、現像装置が小型化された場合でも補給トナーと現像剤の十分な攪拌能力を有することでトナー帯電量不足を原因として発生する画像問題を防止し、且つ、現像剤に余分な負荷を加えないことで現像剤の劣化を防止し、長期に亘って初期の画質を維持する2成分方式を用いた現像装置を簡易な構成で実現し提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to prevent image problems caused by insufficient toner charge amount by having a sufficient agitating ability of replenishment toner and developer even when the developing device is miniaturized, and developing agent It is to realize and provide a developing device using a two-component system with a simple configuration that prevents deterioration of the developer by not applying an excessive load to the image and maintains the initial image quality over a long period of time.
上記目的を達成するため、本発明は、像担持体上に形成された静電潜像を現像する、トナーと磁性キャリアを含む現像剤を収容する、現像室と攪拌室とで構成される現像容器と、前記現像室に設置され、前記像担持体と対向して回転する現像剤担持体と、前記現像剤を攪拌/搬送するために、前記現像室内部に設けられた第1の攪拌部材と、前記攪拌室内部に設けられた第2の攪拌部材と、を有する現像装置において、前記攪拌室に格納された前記現像剤と接触する前記攪拌室を形成する部材の一部に、前記現像装置の内部と外部の間での空気の通過を許容しつつ現像剤の漏出を防止する部材から成る通気部材を設けたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention develops an electrostatic latent image formed on an image carrier, contains a developer containing toner and a magnetic carrier, and comprises a developing chamber and a stirring chamber. A container, a developer carrier installed in the developing chamber and rotating to face the image carrier, and a first agitating member provided in the developing chamber for agitating / conveying the developer; And a second agitation member provided in the agitation chamber, wherein the developing device is formed on a part of the member that forms the agitation chamber in contact with the developer stored in the agitation chamber. A ventilation member comprising a member that prevents the developer from leaking while allowing air to pass between the inside and the outside of the apparatus is provided.
本発明によれば、補給トナーと現像剤の十分な攪拌能力を維持することが可能となり、トナー帯電量不足を原因として発生する画像問題を防止し、長期に亘って初期の画質を維持することができる。 According to the present invention, it is possible to maintain a sufficient stirring ability of the replenishment toner and the developer, and it is possible to prevent an image problem caused by insufficient toner charge amount and maintain an initial image quality over a long period of time. Can do.
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
<実施の形態1>
図7は本発明に係る画像形成装置の実施の形態1の概略構成を示す。本実施の形態1の画像形成装置100は、二成分接触現像方式を採用した電子写真方式のレーザビームプリンタ(プリンタ)である。又、図5は本実施の形態1の2成分現像方式を採用した現像装置を説明する図である。
(プリンタの全体構成)
先ず、図7を参照して、本実施の形態1のプリンタ100の全体構成について説明する。
<
FIG. 7 shows a schematic configuration of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention. The
(Entire printer configuration)
First, the overall configuration of the
プリンタ100は、像担持体として、回転ドラム型の電子写真感光体(以下、「感光ドラム」と呼ぶ)を有する。本実施の形態1において、感光ドラム27は、帯電特性が負帯電性の有機光導電体(OPC)であり、外径30mm、中心支軸を中心に100mm/secのプロセススピード(周速度)をもって矢示の反時計方向に回転駆動される。
The
感光ドラム27表面は、帯電装置21により一様に帯電処理される。本実施の形態1では帯電装置21として、コロナ帯電方式を採用している。コロナ帯電器21は、主にシールドと放電ワイヤとグリッドにより構成されている。放電ワイヤとしては、直径40〜100μm程度のタングステンワイヤを使用している。放電ワイヤに印加する電圧(帯電バイアス)は、最大で10kV、電流量として約1400μAが印加されて放電動作が行われる。グリッドとしては、直径50〜200μmの導電部材(SUS304、430)を用いている。但し、金属導電材料にエッジング加工によって網目等の特定のパターン形状を施したものを採用しても良い。このようなコロナ帯電器21により、感光体27表面は、200〜800V程度の範囲に帯電処理される。
The surface of the
コロナ帯電21により、表面を一様に帯電処理された感光ドラム27は、次工程の情報書き込み手段としての露光装置22により静電潜像が形成される。本実施の形態1において、露光装置22は半導体レーザを用いたレーザビームスキャナである。レーザビームスキャナ22は、画像読み取り装置(図示せず)等のホスト処理装置からプリンタ側に送られた画像信号に対応して変調されたレーザ光を出力して、一様に帯電処理された回転する感光ドラム27の表面を、露光位置(露光部)においてレーザ走査露光(イメージ露光)する。このレーザ走査露光により、感光ドラム27の表面のレーザ光で照射された所の電位が低下し、回転する感光ドラム27の表面には、画像情報に対応した静電潜像が順次に形成されていく。
On the
レーザビームスキャナ22により感光ドラム27表面に形成された静電潜像は、次工程の現像装置1によりトナー像として顕像化される。本実施の形態1の場合、感光ドラム1の表面の露光明部にトナーが付着して静電潜像が反転現像される。現像装置1に用いた2成分現像装置についての詳細な説明については後述する。
The electrostatic latent image formed on the surface of the
現像装置1により顕像化された感光ドラム27表面のトナー像は、次工程の転写装置23により記録材30上に転写される。本実施の形態1においては、転写装置23は転写ローラである。転写ローラ23は、感光ドラム27に所定の押圧力をもって圧接され、その圧接ニップ部が転写部である。この転写部に記録材搬送ベルト24により所定の制御タイミングにて記録材30が搬送される。転写部に給送された記録材30は、回転する感光ドラム27と転写ローラ23との間に挟持されて、その間転写ローラ23にはトナーの正規帯電極性である負極性とは逆極性である正極性の転写バイアス、本実施の形態1では+2kVが印加される。これにより、転写部を記録材搬送ベルト24により搬送されていく記録材30の表面に感光ドラム27の表面のトナー像が順次に静電転写されていく。
The toner image on the surface of the
転写部を通ってトナー像の転写を受けた記録材30は、次工程の定着装置25へ搬送される。本実施の形態1では、定着装置25は熱ローラ定着装置であり、この定着装置25により記録材30はトナー像の定着処理を受けて画像形成物(プリント、コピー)として出力される。
The
一方、転写装置23により記録材30に転写されずに感光ドラム27上に残留したトナー像(所謂転写残トナー)は、感光ドラム27回転方向において転写装置23の下流側に配設されたクリーニング装置26により感光ドラム27表面から除去される。本実施の形態1では、板状のウレタンゴムから成るゴムブレードを、感光ドラム27に対して所定の押圧力をもって圧接して成るブレードクリーニング方式である。クリーニング装置26により表面から転写残トナーを完全に除去された感光ドラム27は、前述の帯電装置21から始める次の画像形成に備える。
(現像装置)
次に、図5を参照して現像装置1について詳しく説明する。
On the other hand, a toner image (so-called transfer residual toner) that is not transferred to the
(Developer)
Next, the developing
現像装置1には、非磁性トナ−と磁性キャリアから成る2成分現像剤が収容されており、その混合比は重量比でおよそ1:9程度である。この比はトナーの帯電量、キャリア粒径、プリンタ100の構成等で適正に調整されるべきものであって、必ずしもこの数値に従わなければならないものではない。
The developing
現像装置1は、感光ドラム27に対向した現像領域が開口しており、この開口部に一部露出するようにして現像スリーブ3が回転可能に配置されている。磁界発生手段である固定のマグネット4を内包する現像スリーブ3は非磁性材料で構成され、現像動作時に回転し、現像容器2内の現像剤を層状に保持して現像領域に担持搬送し、感光ドラム27と対向する現像領域に現像剤を供給して、感光ドラム27に形成された静電潜像をトナーにより現像する。
In the developing
静電潜像を現像した後の現像剤は、現像スリーブ3の回転に従って搬送され、現像容器2内に回収される。又、現像容器2は現像スリーブ3を有する現像室とトナー補給口6からトナー補給を受ける攪拌室の2つの部屋に仕切り壁により分けられており、共にそれぞれ現像剤を攪拌・搬送するための螺旋状の攪拌スクリュー2a、攪拌スクリュー2bを有している。これらの攪拌スクリュー2a及び2bにより回収された現像剤は、現像容器2内を循環し、再度混合攪拌される。現像剤循環の方向は、本実施の形態では攪拌スクリュー2a側で図5の奥側から手前側に向かう方向、攪拌スクリュー2b側では図5の手前側から奥側に向かう方向である。又、攪拌スクリュー2a及び攪拌スクリュー2bは、共に中心軸径が7mm、外径が14mmのものを使用した。
The developer after developing the electrostatic latent image is conveyed according to the rotation of the developing
次に、本実施の形態にて用いられる2成分現像剤について説明する。 Next, the two-component developer used in this embodiment will be described.
トナーは、結着樹脂、着色剤、その他帯電制御剤、ワックス等の添加剤を含む着色樹脂粒子から成る。そして、流動性の改善、帯電量の調整等の必要に応じて、着色樹脂微粒子の表面には、例えばコロイダルシリカ、チタニア等の無機酸化物微粒子が外添されている。本実施の形態1におけるトナーは、結着樹脂がポリエステル系樹脂から成り、抵抗値は約1014Ωcm、体積平均粒径D4 は約7. 0μmである。 The toner is composed of colored resin particles containing additives such as a binder resin, a colorant, other charge control agents, and wax. Then, as necessary for improving fluidity, adjusting the charge amount, etc., inorganic oxide fine particles such as colloidal silica and titania are externally added to the surface of the colored resin fine particles. In the toner according to the first exemplary embodiment, the binder resin is made of a polyester resin, the resistance value is about 10 14 Ωcm, and the volume average particle diameter D 4 is about 7.0 μm.
トナーの体積平均粒径D4 は、コールターカウンターTA−II型(コールター社製)を使用する。測定法としては、一級塩化ナトリウムを用いて調製した1%NaCl水溶液からなる電解液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1〜5ml加え、更に測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、前記コールターカウンターTA−II型により100μmアパーチャーを用いて、2μm以上のトナーの体積を測定することにより体積分布を算出し、その測定結果から体積50%のメジアン径をもって体積平均粒径とする。 For the volume average particle diameter D 4 of the toner, Coulter Counter TA-II type (manufactured by Coulter Inc.) is used. As a measuring method, 0.1 to 5 ml of a surfactant (preferably alkylbenzene sulfonate) is added as a dispersant to 100 to 150 ml of an electrolytic solution composed of 1% NaCl aqueous solution prepared using primary sodium chloride, and further measured. Add 2-20 mg of sample. The electrolyte solution in which the sample is suspended is dispersed for about 1 to 3 minutes with an ultrasonic disperser, and the volume distribution is measured by measuring the volume of toner of 2 μm or more using the Coulter Counter TA-II with a 100 μm aperture. And the median diameter of 50% volume is taken as the volume average particle diameter from the measurement results.
磁性キャリアは、例えば表面酸化或は未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類等の金属及びそれらの合金、或は酸化物フェライト等が好適に使用可能であり、これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。本実施の形態1における磁性キャリアの抵抗値は1010Ωcm(108 Ωcm〜1012Ωcm)であり、磁化量は200emu/cc(100emu/cc〜300emu/cc)であり、体積平均粒径は約30μmである。 As the magnetic carrier, for example, metal such as surface oxidized or unoxidized iron, nickel, cobalt, manganese, chromium, rare earth and alloys thereof, or oxide ferrite can be preferably used. The production method is not particularly limited. The resistance value of the magnetic carrier in the first embodiment is 10 10 Ωcm (10 8 Ωcm to 10 12 Ωcm), the amount of magnetization is 200 emu / cc (100 emu / cc to 300 emu / cc), and the volume average particle diameter is About 30 μm.
磁性キャリアの体積平均粒径は、レーザ回折式粒度分布測定装置HEROS(日本電子製)を用いて、体積基準で粒径0. 5〜350μmの範囲を32対数分割して測定し、それぞれのチャンネルにおける粒子数を測定し、その測定結果から体積50%のメジアン径をもって体積平均粒径とする。 The volume average particle diameter of the magnetic carrier is measured by dividing the range of 0.5 to 350 μm on the basis of volume by 32 logarithm using a laser diffraction particle size distribution measuring device HEROS (manufactured by JEOL Ltd.). The number of particles is measured, and the median diameter of 50% volume is taken as the volume average particle diameter from the measurement results.
又、磁性キャリアの抵抗値は、測定電極面積10cm2 、電極間間隔0.4cmのサンドイッチタイプのセルを用い、片方の電極に1kgの荷重を加え、両電極間に印加電圧E(V/cm)を印加した時の電流値から、磁性キャリアの抵抗値を測定した。 The resistance of the magnetic carrier is determined by using a sandwich type cell with a measuring electrode area of 10 cm 2 and an inter-electrode spacing of 0.4 cm, applying a load of 1 kg to one electrode and applying an applied voltage E (V / cm between both electrodes). ) Was used to measure the resistance value of the magnetic carrier.
次に、本実施の形態1の特徴的な部分ついて詳しく説明する。 Next, characteristic parts of the first embodiment will be described in detail.
補給トナー及び現像剤等の粉体の混合・攪拌性を向上させるためには、前述したように攪拌スクリュー2bにリブ等を設けて機械的な攪拌能力を向上させる方法がある(図9参照)。但し、この場合には、現像剤に過剰な負荷を掛ける虞があり、現像剤、特に磁性キャリアを劣化させる原因となる。
In order to improve the mixing / stirring property of powders such as replenishing toner and developer, there is a method of improving the mechanical stirring ability by providing ribs or the like on the stirring
他に粉体の混合・攪拌性を向上させる方法としては、粉体中に空気等の気流を流し込む方法がある。一般に粉体中に気流が存在する状況下では、粉体間に空気が介在することで粒子同士の付着力(凝集力)が低下し、流体的な振る舞いをすることが知られている。つまり、気流が存在しない場合には、粒子間に働く付着力(凝集力)により粉体は固体状態となり凝集している。 As another method for improving the mixing and stirring properties of the powder, there is a method in which an air flow such as air is poured into the powder. In general, it is known that, under the situation where an air flow exists in a powder, the adhesion force (cohesive force) between particles decreases due to the presence of air between the powders, and the powder behaves like a fluid. That is, when there is no airflow, the powder is in a solid state and aggregated due to the adhesion force (cohesive force) acting between the particles.
次に、粉体中を通過する気流の速度(所謂ガス流速)を上げていくに従って粒子間に働く付着力が低減し、粉体は流動状態になる。更に、粉体中を通過する気流の速度(ガス流速)を上げると、粉体内に大きな気泡が発生する沸騰状態となり、粉体が不均一化してしまう。 Next, as the velocity of the airflow passing through the powder (so-called gas flow velocity) is increased, the adhesion force acting between the particles is reduced, and the powder becomes a fluid state. Furthermore, when the speed of the airflow passing through the powder (gas flow rate) is increased, a boiling state occurs in which large bubbles are generated in the powder, and the powder becomes non-uniform.
以上のことから粉体中に最適なガス流速になるような一定の気流を作ることで、粉体の流動性つまりは混合・攪拌性を向上させることが可能となると考えられる。 From the above, it is considered that the fluidity of the powder, that is, the mixing / stirring property can be improved by creating a constant air flow so as to obtain an optimum gas flow rate in the powder.
以上の現象を現像装置1に当て嵌めて考えてみる。
The above phenomenon is applied to the developing
従来の現像装置1では、トナーが補給された現像剤が存在する攪拌室では、現像剤は攪拌スクリュー2bにより攪拌・搬送されている。このとき、攪拌スクリュー2bにより現像剤は機械的に攪拌・搬送されると共に、攪拌スクリュー2bで現像剤剤面が上下に動くことから、現像剤剤面に接する空気の一部を現像剤内部に若干取り込み、現像剤中に弱いガス流速の気流を発生させていると考えられる。
In the conventional developing
そこで、本実施の形態1では、現像容器2内の気流を制御することで、現像剤中に従来の現像装置1に比べてより大きなガス流速の気流を発生させ、現像剤の攪拌・混合性を向上させるようにした。具体的には、図5に示すように、現像容器2の攪拌室の側壁面で現像剤に接する部分に、トナー粒子を通さない多孔質材料のフィルタから成る通気部材8を設けた。
Therefore, in the first embodiment, by controlling the airflow in the developing
図6に通気部材8の現像容器2における長手方向の配置を示す。
FIG. 6 shows the arrangement of the
通気部材8は、攪拌室における攪拌スクリュー2bによる現像剤の搬送方向に対して、トナー補給口6よりも下流側の位置から、攪拌室と現像室の現像剤の受け渡し部よりも上流側の位置に配設されている。この長手範囲内に配設した理由としては、トナー補給口6から補給される補給トナー及び現像室内の現像剤(特に現像スリーブ3に担持された現像剤)に気流が影響することを極力防止すると共に、補給トナーが補給された直後の現像剤に対して混合・攪拌能力を向上させるため(攪拌室における攪拌スクリュー2bに求められる役割)である。勿論、この長手範囲内であれば、通気部材8の長手方向の大きさ及び配設位置は任意に設定することができる。
The
本実施の形態1では、攪拌スクリュー2bによる現像剤の混合・攪拌性をより向上させるために、トナー補給口6の10mm下流から攪拌室から現像室への現像剤受け渡し部の10mm上流の全域(160mm)に通気部材8を配設した。
In the first embodiment, in order to further improve the mixing and stirring properties of the developer by the stirring
図8に通気部材8の現像容器2における鉛直方向の配置を示す。
FIG. 8 shows the vertical arrangement of the
通気部材8は攪拌スクリュー2b羽根の鉛直方向上端以下の位置から、攪拌スクリュー2b回転軸中心以上の位置の間に配設されている。この鉛直範囲内に配設した理由は次の通りである。
The
即ち、図8中、攪拌スクリュー2bの静止時の現像剤剤面に対して、攪拌スクリュー2bの効果で現像剤剤面は矢印間で上下運動する。通気部材8の役割は、攪拌スクリュー2bで攪拌される現像剤に気流を作り現像剤内部に空気を取り込み、現像剤の流動性、つまり混合・攪拌性を向上させるためであり、現像剤剤面が大きく動く場所に通気部材8を設けることでこの効果を達成することができる。
That is, in FIG. 8, the developer surface moves up and down between the arrows due to the effect of the stirring
本実施の形態1では、通気部材8の上端が攪拌スクリュー2b羽根の鉛直方向上端と鉛直方向同位置であり、通気部材8の下端が攪拌スクリュー2b回転軸中心と鉛直方向同位置となるよう高さ7mmのものを用いた。
In the first embodiment, the upper end of the
次に、現像容器2内の気流の状態と通気部材8の気流に対する効果について説明する。
Next, the effect of the airflow in the developing
図3に従来の現像容器2内の気流の状態を示す。
FIG. 3 shows the state of airflow in the conventional developing
現像スリーブ3が回転することにより、現像スリーブ3周辺に気流(F1及びF2)が発生する。現像スリーブ3の回転に伴い現像容器2の外部から現像容器2の内部への気流F1が形成され、現像容器2内に空気が取り込まれる。そのうちの一部は、同じく現像スリーブ3の回転に伴い形成される現像容器2の内部から現像容器2の外部への気流F2により、現像容器2外部へと排気される。
As the developing
しかし、気流F1により取り込まれた空気の一部は現像容器2内の空洞部AでF3及びF4のような気流を形成し、又、現像容器2の空洞部Aの空気圧を上昇させる。空洞部Aの空気圧が一定以上に上昇すると、空洞部Aの空気圧を下げようするため、通常よりも大きなガス流速の気流F2が形成され、空洞部Aの空気は現像容器2の外部へと排気される。このとき形成される気流は非常に大きいため、特に画像形成装置100の速度が高速である場合には現像容器2内のトナーも一緒に現像容器2外へ吐き出し、トナー飛散を起こす虞がある。もっとも、空洞部Aの空気圧が上昇することで現像剤内部への空気の浸透も若干上昇し、現像剤の流動性、つまり混合・攪拌性も若干向上するが、空洞部Aの空気圧は不安定であると共にトナー飛散等の問題が大きい。
However, a part of the air taken in by the airflow F1 forms an airflow such as F3 and F4 in the cavity A in the developing
上記の問題を解決するために、図4に示すように現像容器2の上面の一部に通気部材8を設ける方法がある。このような方式を採用することによって、気流F1により現像容器2の空洞部Aに取り込まれた空気により、空洞部Aの空気圧が上昇した場合には、通気部材8を通して形成される気流F4により、現像容器2内部から外部へと排気することができるため、上述の図3の現像装置1で発生する虞のあるトナー飛散等の問題を防止することができる。
In order to solve the above problem, there is a method of providing a
以上説明した図3及び図4に示した現像容器2内部の気流の状態から、現像容器2内の気流を有効に用いて現像剤の流動性、つまり混合・攪拌性を向上させるようにしたものが、前述した本実施の形態1である図5に示す現像装置1である。つまり、図4で用いた通気部材8を現像容器2の攪拌室側壁面に現像剤と接するように配設することで、気流F1により現像容器2の空洞部Aに取り込まれた空気は、通気部材8を通して形成される気流F4により、攪拌スクリュー2bの攪拌作用により嵩密度が疎になった現像剤を通過し、現像容器2内部から外部へと排気することができる。このように現像剤内部に空気が通過することで、現像剤内部に空気を取り込むことができ、現像剤の流動性、つまり混合・攪拌性を向上させることが可能となり、更には現像容器2内部の空気圧が上昇することで発生するトナー飛散等の問題を解決することができる。
From the state of the air flow inside the developing
ここで、通気部材8を形成するフィルタ表面にトナーが付着して目詰まりを発生させることが懸念されるが、前述したように攪拌スクリュー2bで攪拌される現像剤と接触するように通気部材8を鉛直方向に配置することで、フィルタ表面に付着したトナーを現像剤中の磁性キャリアが静電気力により引き付けて回収するため、通気部材8は常時良好な通気性を維持することが可能である。
Here, although there is a concern that the toner adheres to the filter surface forming the
又、現像剤中を通過する気流のガス流速が大き過ぎる場合、磁性キャリアとの摩擦帯電による静電気力により磁性キャリア表面に担持されたトナーも引き剥がされてしまうことが懸念される。本実施の形態1で用いた磁性キャリア及びトナーの付着力を遠心分離法により測定した結果、磁性キャリア同士の付着力はサブnN、トナー同士の付着力は数nNであり、トナーと磁性キャリアの静電的付着力は前者に比べて十分大きい数十nNであった。このため、本実施の形態1により発生させた現像剤を通過する気流のガス流速は、磁性キャリア同士及びトナー同士の付着力を低減するためには十分であるが、トナーと磁性キャリア間の静電気力を弱めることはできなかったものと考えられる。又、通気部材8に用いるフィルタの通気性、つまり多孔質材料の孔径を調整することで、最適なガス流速になるようにすることが可能である。
Further, when the gas flow rate of the airflow passing through the developer is too large, there is a concern that the toner carried on the surface of the magnetic carrier may be peeled off due to electrostatic force due to frictional charging with the magnetic carrier. As a result of measuring the adhesion force between the magnetic carrier and the toner used in the first embodiment by a centrifugal separation method, the adhesion force between the magnetic carriers is sub nN, and the adhesion force between the toners is several nN. The electrostatic adhesive force was several tens of nN, which is sufficiently larger than the former. For this reason, the gas flow velocity of the airflow passing through the developer generated in the first embodiment is sufficient to reduce the adhesion between the magnetic carriers and between the toners. It is thought that the power could not be weakened. Further, it is possible to achieve an optimum gas flow rate by adjusting the air permeability of the filter used for the
本実施の形態1で用いた通気部材8に使用するフィルタとしては、基材がポリエステルの織布から成り、フィルタヘのトナー付着力を弱めるために、例えば、溌油処理した四フッ化エチレン樹脂の孔径が0.1〜1.0μmの多孔質膜を基材にラミネート化した、2層構成のフィルタを用いた。基材としてはポリエステルの他にポリプロピレン又はポリエチレンテレフタレート系樹脂より成る織布又は不織布を用いても良い。
As a filter used for the
次に、本実施の形態1の現像装置1を使用した場合の現像剤の流動性、つまり混合・攪拌性に対する効果について説明する。
Next, the effect of the developer on the fluidity, that is, the mixing / stirring property when the developing
図10は従来の現像装置1を用いた場合と本実施の形態1の現像装置を用いた場合の現像剤の流動性を比較する方法並びにその結果である。図10(a)は粉体の流動性を計測する方法として一般的な安息角測定の測定方法についての説明図である。
FIG. 10 shows a method for comparing the fluidity of the developer when the conventional developing
上方には内部が円錐状になった漏斗が設置されている。この漏斗はJIS Z 2502で定められた流下速度(時間)から粉体の流動性を測定する時に用いるものを用いた。この漏斗の開口径は2.63mmφであり、開口部を指で一時的に塞いで、漏斗上面まで一杯になるように測定する現像剤を満たす。漏斗の開口部から30mm下方には、直径16mmφの円柱が、漏斗の開口部の中心とその中心が重なるように配置されている。漏斗内に現像剤を満たした後、開口部を塞いでいた指を離すことで、開口部から現像剤が下方円柱の上面に落下する。 A funnel with a conical interior is installed above. This funnel used was used when measuring the fluidity of the powder from the flow speed (time) determined by JIS Z 2502. The opening diameter of this funnel is 2.63 mmφ, and the opening is temporarily closed with a finger to fill the developer to be measured so that it reaches the top of the funnel. A cylinder with a diameter of 16 mmφ is disposed 30 mm below the opening of the funnel so that the center of the opening of the funnel and the center thereof overlap. After the funnel is filled with the developer, the developer drops from the opening onto the upper surface of the lower cylinder by releasing the finger that closed the opening.
落下した現像剤は円柱上面で現像剤の山を形成していき、円柱上面一杯に現像剤の山を形成した後、現像剤の山は定常状態になる。このとき、現像剤の山の稜線と円柱上面(現像剤の山の底面)のなす角が安息角であり、側面から写真撮影した後に角度を測定することで再現性及び精度の良い値を導出できる。安息角は、その角度が小さいほど粉体の流動性が良いことを示す。又、安息角を測定する現像剤としては、現像装置1を攪拌後、図6のBの領域からサンプリングした現像剤(攪拌室から現像室へ受け渡し部を通過した直後の現像剤)を用いた。因に、JIS Z 2502で定められている流下速度から求める流動性測定では、本実施の形態1で用いた現像剤について再現性良く測定することができなかったため、安息角を測定する方法を選択した。 The dropped developer forms a developer crest on the upper surface of the cylinder, and after the developer crest is formed over the upper surface of the cylinder, the developer crest becomes a steady state. At this time, the angle formed by the ridgeline of the developer peak and the upper surface of the cylinder (the bottom face of the developer peak) is the angle of repose, and a value with good reproducibility and accuracy is derived by measuring the angle after taking a picture from the side. it can. The angle of repose indicates that the smaller the angle, the better the fluidity of the powder. Further, as the developer for measuring the angle of repose, the developer sampled from the region B in FIG. 6 after stirring the developing device 1 (the developer immediately after passing through the transfer portion from the stirring chamber to the developing chamber) was used. . Incidentally, in the fluidity measurement obtained from the flow velocity defined in JIS Z 2502, the developer used in the first embodiment could not be measured with good reproducibility, so the method for measuring the angle of repose was selected. did.
図10(b)に上記の測定方法で得られた、従来の現像装置1を用いた場合の現像剤と、本実施の形態1の現像装置1を用いた場合の現像剤、それぞれの安息角測定結果を示す。従来の現像装置1を用いた場合の現像剤の安息角は約50°であるのに対し、本実施の形態1の現像装置1を用いた場合の現像剤の安息角は約38°となり、本実施の形態で用いた現像装置1を使用することで、現像剤の流動性,つまり混合・攪拌性が向上したことが分かる。
FIG. 10B shows the developer obtained by the above measurement method when using the conventional developing
図11はトナー補給口6より約0.5gのトナーを補給し、現像装置1内の攪拌室で攪拌スクリュー2bにより攪拌・搬送された後に、現像剤の受け渡し部を通過して現像室に到達した現像剤(安息角測定時に現像剤をサンプリングしたのと同じ図6中のB領域)のトナー帯電量分布を測定した測定結果である。
In FIG. 11, about 0.5 g of toner is replenished from the
トナーの帯電量分布はホソカワミクロン製Eスパートアナライザーを使用し、トナー3000個のトナー帯電量とその頻度を測定した。図11の(a)は従来の現像装置1を用いた場合の現像剤のトナー帯電量分布結果であり、図11(b)は実施の形態1の現像装置1を用いた場合の現像剤のトナー帯電量分布結果である。本実施の形態1で使用したトナーは磁性キャリアと混合されることで負帯電される。従来の現像装置1を用いた場合には、補給トナーが現像剤中の磁性キャリアと十分に混合・攪拌されないため、殆ど帯電されていないトナーが多く存在する(図中0近傍のピーク)。
The toner charge amount distribution was measured by using a Hosokawa Micron E-Spart Analyzer and measuring the toner charge amount and its frequency of 3000 toners. FIG. 11A shows the toner charge amount distribution result of the developer when the conventional developing
一方、本実施の形態の現像装置1を用いた場合には、若干正規極性とは逆の正帯電したトナーが存在するものの、従来の現像装置1を用いた場合と比較して、帯電されていないトナーの量が大幅に低減している。この結果より、本実施の形態で用いた現像装置1を使用することで、現像剤の流動性、つまり混合・攪拌性が向上したことが分かる。
On the other hand, when the developing
図12は、画像かぶりの原因と考えられる逆極性に帯電したトナー(本実施の形態1の場合には正帯電したトナー)の個数を測定した結果である。この結果は前述の図11のトナー帯電量分布データより、帯電量が0μC/g及び正帯電したトナーの個数をデータ処理することで求めたものである。従来の現像装置1を用いた場合には、反転帯電トナー個数は約230個であるのに対し、本実施の形態の現像装置1を用いた場合には、反転帯電トナー個数は約30個と大幅に低減している。この結果より、本実施の形態で用いた現像装置1を使用することで、現像剤の流動性、つまり混合・攪拌性が向上したことが分かる。
FIG. 12 shows the result of measurement of the number of toners charged to the reverse polarity that is considered to be the cause of image fog (positively charged toner in the case of the first embodiment). This result was obtained by data processing of the number of positively charged toners with a charge amount of 0 μC / g from the toner charge amount distribution data of FIG. When the conventional developing
図13は従来の現像装置1と本実施の形態1の現像装置1のそれぞれを採用した画像形成装置100を用いて全面白地画像をプリントし、そのかぶり濃度を測定した測定結果である。
FIG. 13 shows measurement results obtained by printing an entire white background image using the
かぶり濃度測定結果は、初期の現像剤を使用した時と、50k枚プリントした後の現像剤を使用した時の2つの結果を載せている。又、かぶり濃度測定には東京電色社製のREFLECTMETER MODEL TC-6DS を使用し、プリントした白地画像の白色度と転写紙の白色度の差からかぶり濃度(%)を算出した。かぶり濃度は、その数値が小さい程カブリが少ないことを示している。 The fog density measurement results include two results when the initial developer is used and when the developer after printing 50k sheets is used. For the fog density measurement, REFLECTMETER MODEL TC-6DS manufactured by Tokyo Denshoku was used, and the fog density (%) was calculated from the difference between the whiteness of the printed white background image and the whiteness of the transfer paper. The fog density indicates that the smaller the value, the less the fog.
先ず、初期の現像剤を用いた時には、従来の現像装置1を用いた場合にはかぶり濃度が約0.75%であるのに対し、本実施の形態1の現像装置1を用いた場合にはかぶり濃度が約0.4%に低減していることが分かる。次に、50k枚プリントした後の現像剤を用いた時には、従来の現像装置1を用いた場合にはかぶり濃度が約1.8%で画像上かぶりが目立つのに対し、本実施の形態1の現像装置1を用いた場合にはかぶり濃度が約0.8%であり、画像上の全く問題にならない程度であった。このかぶり濃度の測定結果は、上述した図10〜図12の結果からも分かるように本実施の形態1の攪拌室の側壁面に通気部材8を設け、現像容器2内の現像剤に気流を通過させて現像剤の流動性を向上させることで、トナー補給口6から補給されたトナーが攪拌室内の攪拌スクリュー2bで現像剤と十分に混合・攪拌され、補給された殆ど全てのトナーが現像に適するトナー帯電量まで十分帯電されるようになったことを示している。
First, when the initial developer is used, the fog density is about 0.75% when the conventional developing
以上説明したように、本発明の実施の形態1による画像形成装置によって、現像装置が小型化された場合でも補給トナーと現像剤の十分な攪拌能力を有することでトナー帯電量不足を原因として発生する画像問題を防止し、且つ、現像剤に余分な負荷を加えないことで現像剤の劣化を防止し、長期に亘って初期の画質を維持する2成分方式を用いた現像装置を、簡易な構成で実現し提供することが可能となる。 As described above, even when the developing device is downsized by the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention, it is generated due to insufficient toner charge amount due to sufficient stirring ability of the replenishment toner and developer. A simple developing device using a two-component system that prevents image problems and prevents deterioration of the developer by not adding an extra load to the developer and maintains the initial image quality over a long period of time. It can be realized and provided with a configuration.
<実施の形態2>
次に、本発明の実施の形態2について説明する。
<
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
本実施の形態2のプリンタ100の基本構成は、実施の形態1のものと同様であり、詳細な説明を省略し、本実施の形態の特徴的な部分について以下に説明する。
The basic configuration of the
本実施の形態2では、実施の形態1の現像装置1で用いた通気部材8の代わりに、図14に示すような通気穴を有する攪拌スクリュー2bを用いることを特徴とする。この攪拌スクリュー2bは、図14(a)に示すように、その回転軸の内部が中空になっており、且つ、中空部と攪拌室の現像剤と接する表面の間での通気性を確保するため、約2mmφの通気穴が多数設けられている。又、図14(b)は攪拌スクリュー2bの回転軸の断面図であるが、外側から順番に通気穴を設けたモールド部材12a、実施の形態1で用いたものと同様のフィルタ12b、中空部分12cの構成を採っている。
In the second embodiment, a stirring
攪拌スクリュー2bに設ける通気穴の長手方向の配置としては、実施の形態1の通気部材8の配設条件と同じ理由から、トナー補給口6よりも下流側の位置から、攪拌室と現像室の現像剤の受け渡し部よりも上流側の位置に設けることが好ましい。本実施の形態2では、実施の形態1と同様の条件、つまりトナー補給口6の10mm下流から攪拌室から現像室への現像剤受け渡し部の10mm上流の領域に相当する攪拌スクリュー2bの回転軸表面に通気穴を設けた。
The arrangement of the ventilation holes in the stirring
攪拌スクリュー2bの両端部について、ギア等を介して駆動モーターにより回転駆動を受ける側の端部のみが開放される構成を採っており、現像容器2内からの気流は攪拌スクリュー2bの中空部分12cを通過して、駆動側の端部より現像装置1の外部へと排気される。
The both ends of the agitating
図15に本実施の形態2で用いた現像容器2内の気流の状態を示す。
FIG. 15 shows the state of airflow in the developing
現像スリーブ3の回転により発生した気流F1により現像容器2内の空洞部Aに取り込まれた空気は、攪拌スクリュー2bにより攪拌される現像剤を通過して、攪拌スクリュー2bの表面に設けられた通気穴及び回転軸の空洞部12cに送り込まれる気流F4を形成し、現像装置1外に排気される。ここで、実施の形態1の現像装置1と比較した場合、実施の形態1では空気の通過を受ける現像剤が攪拌室側壁面に接触する領域に限定されるのに対し、本実施の形態2では、攪拌室の攪拌スクリュー2bで攪拌される現像剤全域を通過することが可能となり、実施の形態1よりも現像剤の流動性、つまり攪拌・混合性をより向上させることが可能となる。
The air taken into the cavity A in the developing
本実施の形態2の作用効果確認のために、実施の形態1で行ったものと同様の測定を行い、その結果を図10(現像剤安息角)、図12(反転帯電トナー個数)、図13(かぶり濃度)に示す。それぞれ従来の現像装置1と比較して大幅に改善が見られることは勿論、実施の形態1の現像装置1を用いた場合と比較しても若干の改善が見られることが分かる。
In order to confirm the effect of the second embodiment, the same measurement as that performed in the first embodiment is performed, and the results are shown in FIG. 10 (developer angle of repose), FIG. 13 (fogging density). It can be seen that a significant improvement can be seen in comparison with the conventional developing
以上説明したように、本発明の実施の形態2による画像形成装置によって、実施の形態1以上の安定性をもって、長期に亘って初期の画質を維持する2成分方式を用いた現像装置を提供することが可能となる。 As described above, the image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention provides a developing device using a two-component system that maintains the initial image quality over a long period of time with stability higher than that of the first embodiment. It becomes possible.
<実施の形態3>
次に、本発明の実施の形態3について説明する。
<
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
本実施の形態3のプリンタ100の基本構成は、実施の形態1,2のものと同様であり、詳細な説明を省略し、本実施の形態の特徴的な部分について以下に説明する。
The basic configuration of the
本実施の形態3で用いた画像形成装置100及び現像装置1をそれぞれ図16及び図17に示す。
The
本実施の形態3では、攪拌スクリュー2bとして実施の形態2と同様の空洞部12cを有するものを用い、且つ、現像容器2の上面に通気部材8を有することを特徴とする。ここで、攪拌スクリュー2bの駆動側端部には通気管14が取り付けられ、この通気管を介して空気供給装置13(所謂コンプレッサ)と繋がっている。つまり、空気発生装置13から通気管14を介して攪拌スクリュー2bへと空気が供給される構成を採っている。攪拌スクリュー2bに供給された空気は、その表面に設けられた通気穴を通して現像容器2内の現像剤を通過し、現像容器2内の空洞部Aに到達した後、通気部材8を通して現像容器2の外部へと排気される。このような構成を採用することによって、実施の形態1,2と比較して、現像剤を通過する気流をより安定的に発生させることが可能となり、実施の形態1,2よりも現像剤の流動性、つまり攪拌・混合性をより向上させることが可能となる。
The third embodiment is characterized in that a stirring
ここで、空気供給装置13により供給される空気のガス流速は約0.2cm/secとした。ガス流速と現像剤の流動性の関係は、例えば現像剤を構成するトナー及び磁性キャリアの粒径、それぞれが接触する時に形成されるキャピラリー径、それぞれの間に働く付着力等により異なり、使用する現像剤の種類によりその流動性が弊害なく最も安定的に良化する範囲(前述の流動状態が安定的に実現できる範囲)を選択することが好ましい。
Here, the gas flow rate of the air supplied by the
本実施の形態3の作用効果確認のために、実施の形態1,2で行ったものと同様の測定を行い、その結果を図10(現像剤安息角)、図12(反転帯電トナー個数)、図13(かぶり濃度)に示す。それぞれ、従来の現像装置1と比較して大幅に改善が見られることは勿論、実施の形態1,2の現像装置1を用いた場合と比較しても若干の改善が見られることが分かる。
In order to confirm the effect of the third embodiment, the same measurement as that performed in the first and second embodiments is performed, and the results are shown in FIG. 10 (developer angle of repose) and FIG. FIG. 13 (fogging density) shows. It can be seen that, as compared with the conventional developing
以上説明したように、本発明の実施の形態3による画像形成装置によって、実施の形態1,2以上の安定性をもって、長期に亘って初期の画質を維持する2成分方式を用いた現像装置を提供することが可能となる。 As described above, the image forming apparatus according to the third embodiment of the present invention uses the two-component developing device that maintains the initial image quality for a long time with the stability of the first and second embodiments. It becomes possible to provide.
1 現像装置
2 現像容器
2a 攪拌スクリュー
2b 攪拌スクリュー
3 現像スリーブ
4 現像マグネット
5 補給トナー容器
6 トナー補給口
7 現像規制ブレード
8 通気部材
9 トナー濃度センサ
10 攪拌羽根
11 リブ
12 攪拌スクリュー回転軸
13 空気供給装置
14 通気管
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記攪拌室に格納された前記現像剤と接触する前記攪拌室を形成する部材の一部に、前記現像装置の内部と外部の間での空気の通過を許容しつつ現像剤の漏出を防止する部材から成る通気部材を設けたことを特徴とする画像形成装置。 A developing container that is composed of a developing chamber and a stirring chamber that develops an electrostatic latent image formed on the image carrier, contains a developer containing toner and a magnetic carrier, and is installed in the developing chamber. A developer carrier that rotates opposite to the image carrier, a first stirring member provided in the developing chamber for stirring / conveying the developer, and a first stirring member provided in the stirring chamber. A developing device having two stirring members,
Prevent leakage of the developer while allowing passage of air between the inside and the outside of the developing device in a part of the member forming the stirring chamber that comes into contact with the developer stored in the stirring chamber An image forming apparatus comprising a ventilation member made of a member.
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---|---|---|---|---|
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JP2010107899A (en) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Kyocera Mita Corp | Developing device and image forming apparatus |
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