JP2008107442A - One-component developing device, process cartridge and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の静電複写プロセスによる画像形成に用いられる一成分現像装置に関するものであり、また、この一成分現像装置を用いるプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a one-component developing device used for image formation by an electrostatic copying process such as a copying machine, a facsimile machine, and a printer, and also relates to a process cartridge and an image forming apparatus using the one-component developing device. .
近年、オフィスにおけるOA化、カラー化が一段と進み、従来の文字のみからなる原稿の複写だけではなく、パーソナルコンピュータで作成したグラフ等を含む原稿をプリンターにて出力し、プレゼンテーション用の資料等として多数枚複写する機会が増している。プリンター出力画像は、ベタ画像、ライン画像、ハーフトーン画像が多く、それにともない画像品質に求められる市場の要求が変化しつつあり、また、高信頼性等の要求も更に高まっている。
電子写真、静電記録、静電印刷等の電子写真方式に使用される現像剤は、その現像工程において、例えば、静電潜像が形成されている像担持体(代表的には感光体)に一旦付着され、次に転写工程において感光体から転写紙等の転写媒体に転写された後、定着工程において紙面に定着される。その際、像担持体上に形成される静電潜像を現像するための現像剤としては、キャリアとトナーから成る二成分系現像剤及び、キャリアを必要としないでトナーのみからなる一成分系現像剤(磁性トナー、非磁性トナー)が知られている。二成分系現像剤は、トナー粒子がキャリア表面に付着することにより現像剤が劣化し、また、トナーのみが消費されるため現像剤中のトナー濃度が低下するので、キャリアとトナーとの混合比を一定割合に保持しなければならず、そのため現像装置が大型化するといった欠点がある。一方、一成分系現像剤は、装置が小型化が可能等の利点を有しており、あらゆる環境下(低温低湿、高温高湿)での使用が容易であるなどの理由から現像方式の主流になりつつある。
In recent years, office automation and colorization have further progressed in offices, and in addition to copying originals consisting only of conventional characters, originals including graphs created with a personal computer are output by a printer and used as presentation materials. Opportunities to copy sheets are increasing. Printer output images are mostly solid images, line images, and halftone images. Accordingly, market demands for image quality are changing, and demands for high reliability and the like are further increasing.
Developers used in electrophotographic systems such as electrophotography, electrostatic recording, and electrostatic printing are, for example, an image carrier (typically a photoreceptor) on which an electrostatic latent image is formed in the developing process. Then, the toner is transferred from the photosensitive member to a transfer medium such as transfer paper in the transfer process, and then fixed on the paper surface in the fixing process. At that time, as a developer for developing the electrostatic latent image formed on the image carrier, a two-component developer composed of a carrier and a toner, and a one-component system composed of only a toner without requiring a carrier. Developers (magnetic toner, non-magnetic toner) are known. In the two-component developer, the developer deteriorates due to the toner particles adhering to the carrier surface, and the toner concentration in the developer decreases because only the toner is consumed. Must be maintained at a constant rate, and therefore, there is a drawback that the developing device is increased in size. On the other hand, one-component developers have the advantage that the device can be miniaturized, etc., and are easy to use in any environment (low temperature, low humidity, high temperature, high humidity), etc. It is becoming.
ところで、一成分系現像剤は、磁性トナーを用いる磁性一成分現像剤と、非磁性トナーを用いる非磁性一成分現像剤とに分類される。磁性一成分現像剤を用いる磁性一成分現像方式は、内部にマグネットなどの磁界発生手段を設けた現像ローラを用いて、マグネタイトなどの磁性体を含有する磁性トナーを保持し、層厚規制部材により、薄層化し現像するもので、近年小型プリンターなどで多数実用化されている。これに対して、非磁性一成分剤を用いる非磁性一成分現像方式は、トナーが磁気力を持たないため、現像ローラにトナー補給ローラなどを圧接して現像ローラ上にトナーを供給し、静電気的に保持させ、層厚規制部材により、薄層化して現像するものであり、有色の磁性体を含有しないためカラー化に対応できるという利点があり、また現像ローラにマグネットを用いないため、装置のより軽量化、低コスト化が可能となり、近年小型フルカラープリンター等で実用化されている。 By the way, the one-component developer is classified into a magnetic one-component developer using a magnetic toner and a non-magnetic one-component developer using a non-magnetic toner. A magnetic one-component developing method using a magnetic one-component developer uses a developing roller provided with a magnetic field generating means such as a magnet inside to hold magnetic toner containing a magnetic material such as magnetite, and a layer thickness regulating member In many cases, it has been put into practical use in small printers. On the other hand, in the non-magnetic one-component development method using a non-magnetic one-component agent, since the toner does not have a magnetic force, a toner replenishing roller or the like is pressed against the developing roller to supply the toner onto the developing roller. Since it does not contain a colored magnetic material, it has the advantage that it can be colorized and does not use a magnet for the developing roller. In recent years, it has been put to practical use in small full-color printers and the like.
しかしながら、一成分現像方式では、未だ改善すべき課題が多いのが現状である。二成分現像方式では、トナーの帯電、搬送手段としてキャリアを用い、トナーとキャリアは現像装置内部において十分撹拌、混合された後現像ローラに搬送され現像に供されるため比較的長時間の使用においても安定した帯電、搬送を持続することが可能であり、また、高速の現像装置にも対応しやすい。これに比べ、一成分現像方式ではキャリアのような安定した帯電、搬送手段がないため、長時間使用や高速化による帯電、搬送不良が起こりやすい。特に、非一成分現像方式は現像ローラ上へトナーを搬送した後、層厚規制部材にてトナーを薄層化させて現像するが、トナーと現像ローラ又は層厚規制部材などの摩擦帯電部材との接触・摩擦帯電時間が非常に短いため、キャリアを用いた二成分現像方式より低帯電、逆帯電トナーが多くなりやすい。また、少なくとも1つのトナー搬送部材によってトナーを搬送し、かつ、搬送されたトナーによって像担持体に形成された静電潜像を現像する手段が採られているが、その際、トナー搬送部材表面のトナーの層厚は極力薄くしなければならない。このために、層厚規制部材による押圧力を受けるために、トナー表面に外添された外添剤のトナー内部への埋没が激しく、トナーの帯電性、流動性が大きく低下するという不具合がある。 However, in the one-component development system, there are still many problems to be improved. In the two-component development system, a carrier is used as a means for charging and transporting toner, and the toner and carrier are sufficiently stirred and mixed in the developing device and then transported to a developing roller for development. However, it is possible to maintain stable charging and conveyance, and it is easy to cope with a high-speed developing device. Compared to this, the one-component development method does not have a stable charging / conveying means such as a carrier, and therefore, charging and conveyance defects are likely to occur due to long-term use and high speed. In particular, in the non-one-component development method, after the toner is conveyed onto the developing roller, the toner is thinned by the layer thickness regulating member and developed, and the toner and the friction charging member such as the developing roller or the layer thickness regulating member are used. Since the contact / friction charging time of the toner is very short, the amount of low-charged and reverse-charged toner tends to be larger than that in the two-component developing method using a carrier. In addition, means for transporting the toner by at least one toner transport member and developing the electrostatic latent image formed on the image carrier by the transported toner is employed. The toner layer thickness must be as thin as possible. For this reason, in order to receive a pressing force by the layer thickness regulating member, there is a problem that the external additive added to the toner surface is embedded in the toner and the chargeability and fluidity of the toner are greatly reduced. .
例えば、特許文献1では、連通口34に逆支弁を設け、カートリッジ側への逆流を防止する現像装置が提案されている。この従来技術の構成では、現像ユニットのトナーが、トナーカートリッジ側に戻れないので、現像ユニットはトナーで詰まって空隙が無くなってしまう問題があった。これによりホッパー内のトナーの攪拌が不十分となり、トナーの帯電性劣化が起き、地汚れや、濃度ムラ、トナー落ちを引き起こしていた。また、さらにホッパーのトナーが一方的に疲労してしまうので、カートリッジのトナーとの間に帯電性の差が拡大して、カートリッジから補給されたトナーよく攪拌されずに現像部に送られると、ホッパーのトナーが逆帯電や低帯電状態となって、地汚れや、カスレを起こしていた。
For example,
しかし、これまでの技術では、カートリッジから供給されたトナーが現像ユニットにあるホッパー内のトナーと混じって攪拌される前に、制御弁によってカートリッジ側に戻されてしまうことである。それによって、ホッパーに新しいトナーの供給が阻害されることと、カートリッジに劣化したトナーが戻す効率が低下する。また、カートリッジからホッパーに供給されたトナーは、制御弁を駆動している回転攪拌部材により、もともとホッパーに入っていたトナーと攪拌され、現像ローラ側に搬送されるが、1つの攪拌部材で攪拌と搬送を行うため、十分攪拌される前に、現像ローラに供給されてしまうことが起きている。それにより、新しい帯電性の高いトナーと、現像ローラ付近の帯電性の低下したトナーが混ざり、現像ローラ上で、その2種類のトナーが摩擦帯電することで、逆帯電トナーの生成、帯電の不安定化が起き、地汚れの発生解像度の低下など、画質を劣化させてしまうと言う問題が起きている。また、同じく攪拌が不十分であることによって、現像ローラ周辺部のトナーの回復が遅れ、流動性が低下して、ますます入れ替わり難くなることでトナー劣化(添加剤埋没、凝集度アップ)が進んでしまう。このことにより、トナー凝集体を作って白スジの発生、現像ローラへのトナー固着、フィルミング(フィルム状の固着)、入口シールや端部シールなどへのトナー固着によるスジムラやトルク上昇が引き起こされる。 However, in the conventional technology, the toner supplied from the cartridge is returned to the cartridge side by the control valve before being mixed with the toner in the hopper in the developing unit and stirred. As a result, the supply of new toner to the hopper is hindered, and the efficiency of returning deteriorated toner to the cartridge is reduced. The toner supplied from the cartridge to the hopper is agitated with the toner originally contained in the hopper by the rotating agitating member driving the control valve, and is conveyed to the developing roller side. Therefore, before being sufficiently stirred, it is supplied to the developing roller. As a result, a new highly chargeable toner and a toner with reduced chargeability in the vicinity of the developing roller are mixed, and the two types of toner are frictionally charged on the developing roller, thereby generating reversely charged toner and preventing charging. There is a problem that the image quality is deteriorated, such as stabilization and a decrease in resolution of the occurrence of background contamination. In addition, due to the insufficient stirring, toner recovery around the developing roller is delayed, fluidity is lowered, and it becomes more difficult to replace the toner, so that toner deterioration (addition of additives and increase in cohesion) proceeds. End up. As a result, toner agglomerates are formed, white streaks are generated, toner adheres to the developing roller, filming (film-like adhering), and unevenness and torque increase due to toner adhering to the entrance seal and end seal. .
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、トナーカートリッジから供給されたトナーが攪拌される前にトナーカートリッジに逆流するのを防止し、またホッパーにもともとあったトナーとトナーカートリッジから供給されたトナーを十分攪拌することによって、トナーの帯電性を合わせ、上記の帯電の不安定化を解消し、またトナーの劣化によって引き起こされる問題を防止する現像装置を提供することである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and the problem is that the toner supplied from the toner cartridge is prevented from flowing back to the toner cartridge before being agitated, and was originally in the hopper. Provided is a developing device in which toner and toner supplied from a toner cartridge are sufficiently agitated to match the chargeability of the toner, to solve the above-described unstable charging, and to prevent problems caused by toner deterioration. That is.
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明の現像装置は、像担持体の静電潜像に一成分トナーを現像する現像ユニットと、現像ユニットと着脱可能で、現像ユニットに装着されているときに、現像ユニットとの間で水平方向にトナーが通過できる通路を有するトナーカートリッジとを備え、現像ユニットとトナーカートリッジ間でトナーの供給・排出を制御する制御弁を現像ユニット内部に持ち、さらに、トナーカートリッジに定期的に該通路近傍に空間を形成する機構を持つ現像装置において、該制御弁の下方に第1回転攪拌部材を設けることを特徴とする。
また、本発明の現像装置は、さらに、前記第1回転攪拌部材は、攪拌するトナーを第1回転攪拌部材軸方向に搬送する作用力を有することを特徴とする。
また、本発明の現像装置は、さらに、前記第1回転攪拌部材から現像ローラへトナーを搬送する第2回転攪拌部材を備えることを特徴とする。
また、本発明の現像装置は、さらに、前記制御弁を駆動する駆動力を与える駆動機構を、第2回転攪拌部材が兼ねることを特徴とする。
また、本発明の現像装置は、さらに、前記制御弁とその駆動機構とが、現像ユニット内のトナー面より上部に設けることを特徴とする。
また、本発明の現像装置は、さらに、前記第1回転攪拌部材は、第2回転攪拌部材よりも回転数が高いことを特徴とする。
また、本発明の現像装置は、さらに、前記第1回転攪拌部材の回転周波数が、前記制御弁の駆動周波数より高くしていることを特徴とする。
また、本発明の現像装置は、さらに、前記制御弁の駆動周波数を、前記第2回転攪拌部材の回転に同期させていることを特徴とする。
また、本発明の現像装置は、さらに、嵩密度が0.4〜0.6g/cm3の範囲であって、ガラス転移点が60〜90℃の範囲のトナーを使用することを特徴とする。
The features of the present invention, which is a means for solving the above problems, are listed below.
The developing device according to the present invention includes a developing unit that develops a one-component toner on an electrostatic latent image on an image carrier, and is detachable from the developing unit. When the developing unit is attached to the developing unit, A toner cartridge having a passage through which toner can pass in a direction, and a control valve for controlling supply / discharge of toner between the developing unit and the toner cartridge is provided inside the developing unit, and the toner cartridge is regularly near the passage. In the developing device having a mechanism for forming a space in the first rotary stirring member, a first rotating stirring member is provided below the control valve.
The developing device of the present invention is further characterized in that the first rotating stirring member has an acting force for conveying the toner to be stirred in the axial direction of the first rotating stirring member.
In addition, the developing device of the present invention further includes a second rotating stirring member that conveys toner from the first rotating stirring member to the developing roller.
The developing device of the present invention is further characterized in that the second rotary stirring member also serves as a drive mechanism that provides a drive force for driving the control valve.
The developing device of the present invention is further characterized in that the control valve and its driving mechanism are provided above the toner surface in the developing unit.
The developing device of the present invention is further characterized in that the first rotating stirring member has a higher rotational speed than the second rotating stirring member.
The developing device of the present invention is further characterized in that the rotation frequency of the first rotating stirring member is higher than the driving frequency of the control valve.
The developing device of the present invention is further characterized in that the drive frequency of the control valve is synchronized with the rotation of the second rotating stirring member.
The developing device of the present invention is further characterized by using a toner having a bulk density in the range of 0.4 to 0.6 g / cm 3 and a glass transition point in the range of 60 to 90 ° C. .
本発明のプロセスカ−トリッジは、少なくとも、像担持体と現像装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジにおいて、上述した現像装置を用いることを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、潜像を担持する像担持体と、像担持体表面に均一に帯電を施す帯電装置と、帯電した像担持体の表面に静電潜像を書き込む露光装置と、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装置と、像担持体表面の可視像を直接又は中間転写体を介して記録部材に転写する転写装置と、像担持体上のトナーをクリ−ニングするクリ−ニング装置と、記録部材上の可視像を熱及び又は圧力で定着させる定着装置とを備える画像形成装置において、上述した現像装置を用いることを特徴とする。
The process cartridge of the present invention is characterized in that at least the image carrier and the developing device are integrally supported, and the above-described developing device is used in the process cartridge that is detachable from the main body of the image forming apparatus. .
An image forming apparatus of the present invention includes an image carrier that carries a latent image, a charging device that uniformly charges the surface of the image carrier, an exposure device that writes an electrostatic latent image on the surface of the charged image carrier, A developing device that visualizes the electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier, a transfer device that transfers the visible image on the surface of the image carrier directly or via an intermediate transfer member, and an image carrier An image forming apparatus comprising a cleaning device for cleaning toner on a body and a fixing device for fixing a visible image on a recording member with heat and / or pressure, wherein the developing device described above is used. To do.
以上説明したように、本発明の現像装置では、カートリッジから供給されたトナーがすぐに現像ローラ側に搬送される前に、ホッパーのトナーと良く攪拌することでホッパー内トナーの帯電性をそろえ、劣化の促進を抑えることができ、地汚れや白スジなどのトナー劣化によって発生する問題を防止し、長期にわたって安定した画質が得ることができる。
さらに、十分攪拌したトナーを現像ローラに均一、安定的に供給することによって、凝集度の上がったトナーやトナー凝集体が現像ローラ周囲にとどまることが無くなり、白スジの発生や、現像ローラフィルミングを防止し、長期にわたって安定した画質が得ることができる。さらに、トナーの嵩密度が0.4〜0.6g/cm3の範囲で、ガラス転移点が60℃から70℃の範囲の特性を有するカラートナーにおいても、また、70℃から90℃のモノクロトナーについても本構成の循環型現像装置に使用することによって、攪拌動作が効率的に行え、かつ、経時のトナー劣化を遅くすることができ、長期に画質を安定させることができる。
As described above, in the developing device of the present invention, before the toner supplied from the cartridge is immediately conveyed to the developing roller side, the toner in the hopper is made to be charged by stirring well with the toner in the hopper. The promotion of deterioration can be suppressed, problems caused by toner deterioration such as background stains and white stripes can be prevented, and stable image quality can be obtained over a long period of time.
Furthermore, by supplying a sufficiently agitated toner to the developing roller uniformly and stably, the toner and toner aggregate with increased aggregation do not stay around the developing roller, and white streaks are generated and the developing roller filming occurs. And stable image quality can be obtained over a long period of time. Furthermore, in the case of a color toner having a toner bulk density in the range of 0.4 to 0.6 g / cm 3 and a glass transition point in the range of 60 ° C. to 70 ° C. By using the toner in the circulation type developing device of this configuration, the stirring operation can be efficiently performed, the toner deterioration with time can be delayed, and the image quality can be stabilized for a long time.
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that it is easy for a person skilled in the art to make other embodiments by changing or correcting the present invention within the scope of the claims, and these changes and modifications are included in the scope of the claims. The following description is an example of the best mode of the present invention, and does not limit the scope of the claims.
また、図1は、本発明の画像形成装置の構成を示す概略図である。
この画像形成装置1は、感光体ユニット10、書き込み光学ユニット20、現像ユニット30、中間転写ユニット40、2次転写ユニット50、定着ユニット60、両面印刷用紙反転ユニット70等で構成されている。そして、黒(以下、Bkという)、シアン(以下、Cという)、マゼンタ(以下、Mという)、イエロー(以下、Yという)のカラー画像を感光体ユニット10の感光体ベルト11上に順次顕像化し、これらを重ね合わせて最終的な4色フルカラー画像を形成する。感光体ベルト11の周りには、感光体クリーニング装置12、帯電ローラ13、複数の現像装置30、中間転写ユニット40の中間転写ベルト41などが配置されている。感光体ベルト11は、駆動ローラ14、1次転写対向ローラ15、張架ローラ16間に張架され、駆動モータによって回転する。また、上記書き込み光学ユニット20は、カラー画像データを光信号に変換して、各色画像に対応した光書き込みを行い、感光体ベルト11に静電潜像を形成する。この書き込み光学ユニット20は、光源としての半導体レーザ21、ポリゴンミラー22、3つの反射ミラー23などで構成されている。
また、上記現像装置30は、画像形成装置1本体の下側から順に、黒トナーを収容したBk現像装置30K、シアントナーを収容したC現像装置30C、マゼンタトナーを収容したM現像装置30M、イエロートナーを収容したY現像装置30Yとなっている。ここでは、さらに、各現像装置を図中左右方向に移動させ感光体ベルト11に対し、接離動作を行う接離機構を備える。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the image forming apparatus of the present invention.
The
The developing
現像装置30内のトナーは所定の極性に帯電され、現像ローラ31aには、現像バイアス電源によって現像バイアスが印加され、現像ローラ31aが感光体ベルト11に対して所定電位にバイアスされている。また、接離機構は、モータから各現像装置30に駆動を伝達するための図示しない電磁クラッチがオンになるとその駆動力で現像装置30を感光体ベルト11側に移動させるようになっている。現像時には、現像装置30のうち選択されたいずれか一つが移動し、感光体ベルト11に当接する。一方、電磁クラッチをオフにして駆動伝達を解除すると感光体ベルト11に当接していた現像装置が感光体ベルト11から離間する方向に移動する。
画像形成装置1本体の待機状態では、現像装置30K、Y、C、Mも感光体ベルト11と離間した位置にセットされており、画像形成動作が開始されると、カラー画像データに基づきレーザ光による光書き込み、静電潜像の形成が開始される(以下、Bk 画像データによる静電潜像をBk静電潜像という。Y、C、Mについても同様)。このBk静電潜像の先端部から現像可能とすべくBk現像位置に静電潜像先端部が到達する前に、Bk現像ローラ31aを回転開始して、Bk静電潜像をBkトナーで現像する。そして、以後、Bk静電潜像領域の現像動作が続行されるが、Bk静電潜像後端部がBk現像位置を通過した時点で、K現像装置30Kが感光体ベルト11から離間し、次の色の現像に備えて該当する色の現像装置が感光体ベルト11に当接する。これは少なくとも、次の画像データによる静電潜像先端部が現像位置に到達する前に完了される。
The toner in the developing
In the standby state of the main body of the
また、上記中間転写ユニット40は、中間転写ベルト41、ベルトクリーニング装置42、位置検出用センサ43などで構成されている。中間転写ベルト41は駆動ローラ44、1次転写ローラ45、2次転写対向ローラ46、クリーニング対向ローラ47及びテンションローラ48に張架されており、図示しない駆動モータによりに駆動制御される。中間転写ベルト41端部の非画像形成領域には複数の位置検出用マークが設けられており、これらの位置検出用マークのうちのいずれか一つを位置出用センサ43で検出し、この検出タイミングで画像形成を開始する。また、ベルトクリーニング装置42は、クリーニングブラシ42a、接離機構等で構成されており、1色目のBk画像を中間転写ベルト41に転写している間、及び、2、3、4色目の画像を中間転写ベルト41に転写している間は接離機構によって中間転写ベルト41面からクリーニングブラシ42aを離間させておく。
さらに、2次転写ユニット50は、2次転写ローラ51、2次転写ローラ51を中間転写ベルト41に対して接離するためのクラッチ等を備えた接離機構等で構成されている。転写紙が転写位置に到達するタイミングに合致させて2次転写ローラ51が接離機構の回転軸を中心に揺動する。この2次転写ローラ51と2次転写対向ローラ46とにより転写紙と中間転写ベルト41とを一定の圧力で接触させる。2次転写ローラ51は中間転写ユニット40に設けられた図示しない位置決め部材により2次転写対向ローラ46との平行度の位置精度が保たれている。また、2次転写ローラ51に設けた図示しない位置決めコロにより中間転写ベルト41に対する2 次転写ローラ51の接触圧を一定にしている。2次転写ローラ51を中間転写ベルト41に接触させると同時に、2次転写ローラ51はトナーと逆極性の転写バイアスが印加され、中間転写ベルト41上の重ねトナー像を転写紙に一括転写する。
The
Further, the
一方、画像形成動作が開始される時期に、転写紙は上記転写紙カセット80又は手差しトレイ83のいずれかから給送され、レジストローラ82対のニップで待機している。そして、2次転写ローラ51に中間転写ベルト41上の4色重ねのトナー像先端がさしかかるときに、ちょうど転写紙の先端がこのトナー像の先端に一致するようにレジストローラ対82が駆動され、転写紙とトナー像との位置合わせが行われる。そして、転写紙が中間転写ベルト41上のトナー像と重ねられて2次転写位置を通過する。このとき2次転写ローラ51による転写バイアスで転写紙が荷電され、トナー画像のほとんどが転写紙上に転写される。そして、中間転写ベルト41から4色重ねトナー像を一括転写された転写紙は、定着ユニット60に搬送され、所定温度に制御された定着ベルト61と加圧ローラ62のニップ部でトナー像が溶融定着され、装置本体外に送り出され、排紙トレイ84 に裏向きにスタックされ、フルカラーコピーを得る。
On the other hand, at the time when the image forming operation is started, the transfer paper is fed from either the
更に、両面印刷を行う場合には、定着ユニット60を通過した転写紙は両面切替爪85により両面印刷用紙反転ユニット70に送られる。両面印刷用紙反転ユニット70においては、転写紙はまず反転切替爪71によって矢印D方向に案内され、転写紙後端が反転切替爪71を通過した後、反転ローラ対72が停止し、転写紙も停止する。そして、反転ローラ対72が一定のブランク時間ののち逆転を開始し、転写紙はスイッチバックを始める。このときに、反転切替爪71が切り替わり、転写紙はレジストローラ対82に送られる。レジストローラ対82に送られた転写紙は表裏反転した状態でレジストローラ対82のニップで待機する。そして、所定のタイミングでレジストローラ対82が駆動され、転写紙は2次転写位置に送られて中間転写ベルト41から4色重ねトナー像を一括転写された後、定着ユニット60でトナー像が溶融定着され、装置本体外に送り出される。
一方、1次転写後の感光体ベルト11の表面は、感光体クリーニング装置12でクリーニングされ、除電ランプ等で均一に除電して、クリーニングしやすくすることもできる。また、転写紙にトナー像を転写した後の中間転写ベルト41の表面は、ベルトクリーニング装置42のクリーニングブラシ42aを接離機構で押圧することによってクリーニングされる。中間転写ベルト41からクリーングされたトナーは廃トナータンク49に蓄えられる。
Furthermore, when performing duplex printing, the transfer paper that has passed through the fixing
On the other hand, the surface of the
ここで、現像装置30についてさらに詳述する。図2は、本発明の現像装置付近の構成を示す概略図である。
現像装置30は、本体左側に上からK(黒)Y(黄)C(シアン)M(マゼンタ)の順で4色配置(作像順はKYCM)されており、現像装置30の脱着は左カバーを開いて行う。トナーカートリッジ32は現像装置30内にセットされ、現像ユニット31を取り出すといっしょに取り出される。なお、通常のトナー交換は、本体前カバーを開いてさらにドアを開き、トナーカートリッジ31のみの交換を実施する。また、トナーカートリッジ31にはIDチップ32fが取り付けられており、トナーカートリッジ31の情報が蓄えられており、トナー残量検知や新品検知に使用している。
現像装置30は、感光体ベルト11表面の静電潜像を現像するためにトナーを表面に担持して回転する現像ローラ31aと、トナーを汲み上げて撹拌するために回転するトナー搬送パドル31dとを含む現像ユニット31と、トナーを収容するトナーカートリッジ32で構成されている。このように2つのユニットに分割されている理由は、現像ユニット31は、トナーカートリッジ32を数回交換して使用しても耐えうる耐久性を有しているからである。現像ユニット31内には、現像ローラ31a、トナー補給ローラ31b、ドクタローラ31cにて構成されている。さらにトナーの攪拌と補給のためのパドル31d、32a、32b(説明中:アジテータとも記載)がトナーカートリッジ32と現像ユニット31内それぞれに設けられている。
Here, the developing
The developing
The developing
また、図3は、本発明の現像装置の構成を示す斜視図である。
現像ローラ31aから、現像ユニット31のギアの駆動が伝達され、ワンウェイクラッチにより2本のアジテータの搬送パドル32a、32bが一方向に回転している。本発明の構成では、現像ユニット31側のアジテータである搬送パドル31dには1枚羽根(マイラ)の構成が適しており、このマイラーにて攪拌と補給、及び、トナーカートリッジ32のトナー補給通路である連通路33近傍に空間の形成を行っている。
また、トナーカートリッジ31にはシャッター機構が設けられており、現像ユニット31へ挿入することにより、自動的にシャッターが開く。なお、スタート用のトナーボトルのみ、トナー補給力の強いトナーボトルが使用されている。これは、新品の現像ユニット31のセットアップを実施する場合、空のトナーホッパー31hにトナーを大量に短時間に補給する必要があるためである。
また、現像機構としては、現像ユニット31内に補給されたトナーは、現像ユニット31内のアジテータ31dにより攪拌され、補給ローラ31bへと搬送され、さらに補給ローラ31bから現像ローラ31aへと搬送される。現像ローラ31aに付着したトナーは、ドクタローラ31cにより付着量が規制され、感光体ベルト11と接触して現像を行っている。ドクタローラ31cはワンウェイクラッチが取り付けられており、通常は回転していないが、ジョブ終了後に現像ローラ31aが逆転すると、同じ方向に連れ回りして、ドクタローラ31cと現像ローラ31a間にトナーが溜まるのを防止している。
FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the developing device of the present invention.
The drive of the gear of the developing
Further, the
As a developing mechanism, the toner replenished in the developing
このときの現像装置30における現像ユニット31とトナーカートリッジ32との第1、第2及び第3搬送パドルの動きとトナーの移動についてさらに詳細に説明する。
図4は、現像ユニットとトナーカートリッジとの間におけるトナーの移動について模式的に示した図である。なお、ここでは、現像ユニット31内の現像ローラ31a等は省略してある。
現像装置30では、図4(1)に示すように、現像ユニット31内にある制御弁34は、支持体に貼着されていて一定の角度を有している。搬送パドル31dは複数のパドル用フィルムを回転させている。また、トナーカートリッジ32内の第2及び第3搬送パドル32a、32bは、単数のパドル用フィルムを回転させている。図4(2)に示すように、現像ユニット31内で、搬送パドル31dは複数のパドル用フィルムが制御弁34を押し込み、このときに、制御弁34と連通口33との間にあるトナーは、トナーカートリッジ32側もトナーで満たされていることで、連通口33を移動することができず、現像ユニット31内の制御弁34から横方向で、現像ユニット31内に戻る。次に、図4(3)に示すように、搬送パドル31dは複数のパドル用フィルムが制御弁34をさらに押し込み、制御弁34と連通口33との間にはほとんど隙間がない状態になる。次に、図4(4)及び図4(5)に示すように、搬送パドル31dは複数のパドル用フィルムが制御弁34からはずれることで、制御弁34が元の角度まで戻り、このときに、大きな隙間ができ、空間を形成することでトナーカートリッジ32側から連通口33を通してトナーが移動して供給される。
The movement of the first, second and third transport paddles and the movement of the toner between the developing
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating toner movement between the developing unit and the toner cartridge. Here, the developing
In the developing
さらに、図4(6)に示すように、複数枚有することで搬送パドル31dのパドル用フィルムが、再度制御弁34を押し込んでいく。このときに、トナーカートリッジ32内の第2収納室322で第2搬送パドルのパドル用フィルムがリブ35に当たっている。さらに回転すると、図4(7)に示すように、搬送パドル31dのパドル用フィルムが制御弁34をさらに押し込み、制御弁34と連通口33で隙間のない状態を形成してゆく。このときに、第2搬送パドルのパドル用フィルムがリブ35から先に回転したときにリブ35が障害になってトナーが搬送されないために、トナー内部に空間を形成する。さらに、図4(8)及び図4(9)に示すように、搬送パドル31dは複数のパドル用フィルムが制御弁34からはずれることで、制御弁34が元の角度まで戻り、このときに、大きな隙間ができ空間を形成することで、さらに、第2搬送パドルのパドル用フィルムによって持ち上げられたトナーが、トナーカートリッジ32側から連通口33を通してトナーが移動して供給される。
しかし、次に、図4(10)に示すように、複数枚有することで搬送パドル31dのパドル用フィルムが、再度制御弁34を押し込んでいく。これまでは、トナーカートリッジ32側の連通口33付近にはトナーがあったが、トナー内部に形成された空間が存在する場合は、現像ユニット31内の制御弁34から横方向で、現像ユニット31内に戻るのではなく、連通口33を通して現像ユニット31側からトナーカートリッジ32側に移動して排出される。
Furthermore, as shown in FIG. 4 (6), the paddle film of the
However, next, as shown in FIG. 4 (10), the paddle film of the
図4(11)及び図4(12)に示すように、搬送パドル31dのパドル用フィルムが、再度制御弁34を押し込んでいくことで、さらに、現像ユニット31側からトナーカートリッジ32側に移動して排出される。
さらに、搬送パドル31dの回転スピードを搬送パドル32a、32bより早くすることで、図4(13)から図4(16)に示すように、現像ユニット31側からトナーカートリッジ32側に移動して排出させることができる。
これを繰り返すことで、現像ユニット31とトナーカートリッジ32との間で連通口33を通してトナーを移動させることができる。
As shown in FIGS. 4 (11) and 4 (12), the paddle film of the
Further, by making the rotational speed of the
By repeating this, the toner can be moved through the
ここでは、現像ユニット31内の搬送パドル31dとトナーカートリッジ32内の搬送パドル32a、32bの回転数を制御することでトナーの移動による供給・排出の量を調整することができる。特に、現像ユニット31内の搬送パドル31dの回転数をトナーカートリッジ32内の搬送パドル32a、32bよりも早くすることで、トナー内部に形成される空間が連通口33に接する回数を少なくして、搬送パドル31dが制御弁34を押し込む回数を多くすることで、連通口33を通してトナーを供給させる回数を多くすることができる。
また、トナーの移動による供給・排出の量は、連通口33の数によって調整することができ、したがって、連通口33は、1以上設けることができる。この連通口33は、画像形成装置本体の画像形成する速度によって適宜数を決定する。
また、連通口33に対応して設けられる制御弁34は、櫛の歯状に設け、隣り合う制御弁34を交互に動作させることができる。これは、搬送パドル31dのパドル用フィルムを櫛の歯状の制御弁34に対応させて櫛の歯状に1つおきに設け、それを2数のパドル用フィルムですべての制御弁34に対応させて制御弁34を交互に動作させることができる。交互に動作させることで、現像ユニット31内のトナーのデッドスペースを形成することなく、均等に排出させることができる。
Here, by controlling the rotational speeds of the
Further, the amount of supply / discharge due to the movement of the toner can be adjusted by the number of
Moreover, the
このときに、現像ユニット31におけるトナーの存在する現像ホッパー31fにある制御弁34の作用について説明する。制御弁34は、供給力を高める効果がある。現像ユニット31のパドルによって弁を弾き弁が一気に戻るときのポンプ効果でトナーカートリッジ(TC)32のトナーをホッパー側に引き寄せる。また、一方で、トナーカートリッジ32側の連通口34にトナーが無い空間ができた時は、トナーカートリッジ32へトナーを戻す働きをする。また、トナーカートリッジ32にある搬送パドル32a、32bは、戻し力を高める効果がある。トナーを運ぶには、トナーを持っていきたいところに空間を作る必要があり、トナーカートリッジ32の補給通路の手前に空間を作り、制御弁34で現像ホッパー31h側のトナーを押し出すことで、トナー戻し動作を達成する。2枚パドルでは片方のパドルで連通口34の前のトナーをかいても、もう片方のパドルがすぐに連通口34の前へトナーを送ってしまい必要な空間が所定時間、確保できない。そのためパドルを片側1枚のみにし、連通口34の前にトナーを送ることを防ぐことができる。
また、トナーカートリッジ32にあるリブ35は、空間を作る補助を行ない、戻し力をさらに高める効果がある。搬送パドル32a、32bだけでは連通口34の前に空間を作る力が弱い。そのためリブ25をつけることによって連通口34の前にトナーが流れ込むことを防いだ。
At this time, the operation of the
Further, the
図5は、本発明に係る現像装置における現像ユニットに用いる搬送パドルを示す概略図である。この第1回転搬送部材の搬送パドル31dは、現像ローラ31aにトナーを搬送する。搬送パドル31dは、断面4角形の軸に平板(羽根)が取りつけられていて、そのうち2枚は対向する面に、それぞれ逆方向に伸びている。この対向する平板は凹凸形状(櫛歯状)であるが、2枚の凸部をずらすように構成している。この凹凸部は現像ホッパー31hの連通口33の位置に対応しており、連通口33に設けた制御弁34を平板の凸部が押し込める長さとし、また凹部においては制御弁34に接触しないような形状とする。さらに、平板の凸部の根元部分は、先端部分よりも広くなるよう(ハの字型)にしてあり、現像ユニット31内の搬送パドル31dが回転することによって、平板凸部の斜線部でトナーを横方向に移動させる力を発生させ、現像ホッパー31hのトナーの横方向の攪拌を作用させる。
また、搬送パドル31dを設けて制御弁34を押し込む現像装置30では、搬送パドル31dは、むしろ制御弁34との間に必要な距離を保ち、接触しないようにするのが望ましい。
また、現像ホッパー31hの搬送パドル31dの回転で、平板凸部が上記制御弁34を押して、制御弁34下のトナーをトナーカートリッジ32側に戻す作用をする。
表1のように、現像ホッパー31hの搬送パドル31d(66rpm)はトナーカートリッジ32の搬送パドル32a、32b(8rpm)に比べてかなり速く回転するように設定しているので、トナーカートリッジ32に空間ができている時間内にホッパーパドル31dで何度か制御弁34を動作させることができ、効率良くトナーをトナーカートリッジ32に戻すことができた。平板凸部が制御弁34を通過すると、制御弁34は押圧力から解放され、弾性によって元に戻り、制御弁34上のトナーをホッパー側に送ると共に、制御弁34下側にトナーカートリッジ32トナーを引き込む空間を形成する。
これらの動作を行なう為に、制御弁34がPETフィルム厚み0.1mmに対して、搬送パドル31dの平板は変形されないようにしなくてはならない。また、厚すぎても(硬すぎても)トナーへ与える衝撃が大きくなるなど副作用がある。パドル平板を同じPET材にする場合は、厚み0.188mmが適正であった。搬送パドル31dの2枚の平板の凸部をずらすことで、制御弁34の押し込み・解放動作を交互に行なうと、現像ホッパー31h内のトナーの動きが良くなり、トナーカートリッジ32との循環性が向上した。
FIG. 5 is a schematic view showing a transport paddle used in the developing unit in the developing device according to the present invention. The
Further, in the developing
Further, the rotation of the
As shown in Table 1, the
In order to perform these operations, the
上記2枚構成のパドルで、トナーの循環、横攪拌性が向上したが、この2枚構成では、連通口34のトナーが多くなる傾向があり、現像ホッパー31hのトナー面が上下方向に波打ち、山と谷ができる。連通口34に山ができるとトナーの補給が阻害されるので、全体的に補給量が低下する。
また、トナーの山の裾野にトナーカートリッジ32からのトナーの流れができるため、トナーの攪拌の均一性が若干損なわれた。
この点を改善する為に、検討した結果、2枚の平板の間に、90度の角度で、2枚の平板より短い長さで凹凸の無い羽根を追加したところ、連通口34のトナーの山を崩し、現像ホッパー31h内のトナー面がほぼ水平にできた。
そうすることによって、この搬送パドル31dでは、補給量・戻し量ともに安定し、十分な循環作用を達成し、また、局所的なトナーの流れを作らないので、現像ホッパー31hの中で均一な攪拌性を維持することができた。
With the two-sheet paddle, the toner circulation and lateral agitation were improved, but with this two-sheet structure, the toner at the
In addition, since toner flows from the
As a result of examination to improve this point, when a blade having a length shorter than the two flat plates and having no unevenness was added between the two flat plates at an angle of 90 degrees, the toner of the
By doing so, in this
図6は、現像ユニットの連通口の構成を示す概略図である。図7は、トナーカートリッジの連通口の構成を示す概略図である。ここでは、両者の間にあるトナー補給通路(連通口)33形状の説明する。連通口33はほぼ作像幅全幅に、複数のトナーの出入りする穴を設けて作られており、トナー補給と戻りも全幅均等に行われる。なお、今まで、説明してきた制御弁34は、複数の穴それぞれに配置している。連結部にはトナーカートリッジ32がセットされた時隙間が発生しないよう、弾性部材が設けられている。連通口33は個別の複数個の穴で構成されており、作像幅の半分以下の面積しか開放していない。スライドシャッタ32cの連通口33も同様に個別の複数個の穴で構成される為、スライドシャッタ32cが動くと連通口33が閉じるようになっている。
トナーカートリッジ32にもスライドシャッタが設けられている。トナーカートリッジ32に貼り付けられた発砲ポリウレタン等の弾性部材32dをスライドシャッタ32cで潰すことにより隙間を無くしトナー落ちを防いでいる。更に外側からトナーカートリッジ32に対して、固定シ−ルが貼り付けられている為、スライドシャッタ32cの穴も固定シールで閉じられ、スライドシャッタ32cの各穴に残ったトナーも遮断され、落下しない。スライドシャッタ32c後端には突起があり、前述現像ユニット31のスライドシャッタ32cを引っ掛け、開閉する。弾性部材32cをトナー落ち防止のため0.5mm〜3mmの厚みとしている。また、トナーカートリッジ32摺動部出口に更に弾性部材32cを設け、トナーカートリッジ32の脱着に際し、スライドシャッタ32cを常に弾性部材32cで擦るようになっていて外へのトナー落ちを防止する。
FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of the communication port of the developing unit. FIG. 7 is a schematic diagram illustrating the configuration of the communication port of the toner cartridge. Here, the shape of the toner supply passage (communication port) 33 between them will be described. The
The
図8は、本発明の現像装置の構成を示す概略図である。図8の例について説明する。制御弁34の動作によってトナーカートリッジ32から現像ホッパー31hに補給されたトナーは、連通口33から下方に落下して、その場で現像ホッパー31hのトナーとともに、回転攪拌部材343で攪拌され、新しいトナーから疎水化シリカ等の外添剤が現像ホッパー31hのトナー(新トナーに比べると表面の添加剤量が減少している)に移行して、帯電性および流動性を回復させる。また、外添剤に再被覆されることによって、トナー樹脂どうしの接触が抑制され、新旧トナー間での摩擦帯電で逆帯電トナーの生成が起こり難くなる。従来の構成では、回転攪拌部材343の空間がなく、パドル31dの回転に沿ったホッパー壁面および底面としていたが、それだとパドル31dの回転で、トナーカートリッジ32から補給されたトナーが羽根に乗って、現像ローラ31a側に送られてしまう。またパドル31dの羽根上での攪拌力が小さいので、羽根上に載ったままで何度か回転すれば、ホッパートナーとの攪拌混合がなされるかもしれないが、一部には十分な攪拌を受けずに、現像ローラ31a側へ送られてしまうものもある。そこで、回転撹拌部材343を回転させることで、連通口33から直接パドル31dへトナーを渡すのではなく、回転撹拌部材343の空間で、トナーを攪拌した後、パドル31dに受け渡すように、回転撹拌部材343の回転数を定める必要がある。ここでは、パドル31dの回転数66rpmに対して、回転撹拌部材343の回転数を210rpmとする。
これは、現像ユニット31の大きさ、現像ホッパー31hの空間の広さ、トナーの流動特性の違いにより、設定値が変わるものであるが、回転撹拌部材343を速く回転させることが望ましい。回転撹拌部材343の回転(回転方向は、図8でCCW)によって、制御弁34から補給されたトナーを引き込む作用が働き、ひとまず回転撹拌部材343の回転経路内にトナーを取り込む。また、パドル31dの回転が遅いため現像ホッパー31hのトナーが、回転撹拌部材343のトナーをパドル31d側へ押し出すのを抑える作用を行っている。すなわち、トナーカートリッジ32から補給されたトナーは回転撹拌部材343で攪拌されている間は、現像ローラ側にそのまま搬送されるのではなく、攪拌達成後に、パドル31dの動きによって、現像ローラ31a側に送られるようになる。
さらに、回転撹拌部材343の上部でトナーの盛り上がりを生じるので、攪拌されたトナーの上部から現像ホッパー31hのトナーが制御弁34の作動範囲に入り、制御弁34の戻し動作によって、トナーカートリッジ32から補給されたトナーを即座に戻してしまうことが無く、パドル31dによって現像ローラ31a側に一度送られて、そこから戻ってきたトナーを、トナーカートリッジ32に戻して、現像装置30全体にわたるトナー循環を達成している。
FIG. 8 is a schematic view showing the configuration of the developing device of the present invention. The example of FIG. 8 will be described. The toner replenished from the
Although the set value varies depending on the size of the developing
Further, since the toner swells at the upper part of the rotating stirring
図9は、搬送パドルの羽根の形状を模式的に表した図である。
回転撹拌部材343の形状は、図5に示したようなAタイプの羽根がフラットな形状でも良く、この場合は回転軸を中心とした半径方向の攪拌は積極的に行われる。ただし、軸方向の移動が少ないため、軸方向での攪拌作用がやや乏しい。そこで、軸方向にも積極的に攪拌作用が生じさせるために、羽根にねじれを入れた例を示す。
Bタイプは、トナーを両端方向に搬送する力を発生させることができる。一方、Cタイプは、トナーを中央方向に寄せる搬送力を発生させる。ねじれの角度が、その軸方向への搬送力と半径方向の搬送力を決定し、そのバランスから角度を決める。
角度が寝ている場合は、軸方向の搬送力が弱く、半径方向の搬送(移動)力を有している。一方、角度をつけていくと、軸方向の搬送力が高まり、半径方向の搬送力は低下する。また、トナーの堆積に対してせん断の作用が生じ、トナー粒子の集合に対して圧縮する作用も発生するので、角度をつけすぎると、トナーの凝集度を高めるので、適度な角度設定が好ましい。
本実施例では、15度から45度の範囲が動作上、良い特性が得られた。すなわち、軸方向の攪拌性の確保と、トナー凝集度の上昇を抑える条件となっている。
FIG. 9 is a diagram schematically illustrating the shape of the blades of the transport paddle.
The shape of the
The B type can generate a force for conveying toner in both directions. On the other hand, the C type generates a conveying force that draws toner toward the center. The angle of twist determines the conveying force in the axial direction and the conveying force in the radial direction, and determines the angle from the balance.
When the angle is lying, the conveying force in the axial direction is weak and the conveying (moving) force in the radial direction is present. On the other hand, as the angle is increased, the conveying force in the axial direction increases and the conveying force in the radial direction decreases. Further, since a shearing action occurs on the toner accumulation and a compressing action occurs on the aggregate of toner particles, if the angle is too large, the degree of aggregation of the toner is increased. Therefore, an appropriate angle setting is preferable.
In this example, good characteristics were obtained in the operation in the range of 15 to 45 degrees. That is, it is a condition that ensures the stirring property in the axial direction and suppresses the increase in the degree of toner aggregation.
続いて、図10は、本発明の現像装置の他の構成を示す概略図である。この例では、制御弁34を駆動するのに、制御弁34の駆動カム341を用いる。制御弁34の駆動カムは変形しない程度の強度を有し、SUSなどの金属軸をカム形状にした。前に説明したように隣り合う制御弁34を交互に駆動するように、カムを制御弁34に対応する数だけ配置している。制御弁34の駆動カムは、ホッパー内でトナーが届かない上部に配置するのが良い。これは、カムと制御弁34の間にトナーがはさまれた状態でカムの動作を行うと、トナーの凝集体を生成しやすくなるためである。今までのパドル31dによる駆動に較べると、駆動力を強くできるので、制御弁34の弾性率を上げて反発力を高めることもできる。0.188mmの厚さのPETを使用していたのに対して、さらに厚いPETフィルムや、弾性率の高い、薄いリン青銅板や薄いSUS板、それらにPETフィルム貼り付けて伸ばしたもの、の適用が可能である。それによって、トナーカートリッジ32からのトナーの引き込みが増し、また、現像ホッパー31hのトナーが制御弁34前に滞留していてもその影響を受けなくなる。
また、搬送パドル31dで制御弁34を駆動する場合は、搬送パドル31dの羽根が変形を余儀なくされていて、押し込みが少し甘く、押し込んでいる過程では現像ホッパー31hのトナーに羽根が当たらないので攪拌性が劣り、さらに制御弁34の駆動周期にあわせた駆動になるので、攪拌性から行くと回転数が若干不足気味である。制御弁34の駆動を本例のように別の駆動機構によって行うことで、トナーの十分な攪拌性が保たれることになる。
制御弁34とパドル31dの動作は、制御弁34によってトナーが供給される量に対して、パドル31dが現像ローラ31aにトナーを送る量の関係で、比率が一定とすることが望ましい。これは、制御弁34の補給量の設定によって、その比率を選択する。
Next, FIG. 10 is a schematic view showing another configuration of the developing device of the present invention. In this example, the
Further, when the
It is desirable that the operation of the
さらに、現像ホッパー31hのトナーの流れに制御弁34からのトナー流入排出が影響を受けるため、搬送パドル31dの位置が同じ時に制御弁34を駆動させるように、タイミングの同期を取ることが重要である。
例えば、以下の例ような比率で、それぞれの駆動周期、回転周期を決める。
For example, each drive cycle and rotation cycle are determined at the following ratios.
トナーに対しては、本制御弁34による動作を安定して行わせるためには、流動性の指標に一つである嵩密度が、0.4〜0.6g/cm3であることが良く、そのために流動性を付与する疎水化シリカの量が適正量添加する必要がある。トナーの母体樹脂の特性にもよるが、ポリエステル樹脂のトナーに対して、疎水化シリカを0.4重量部から、2.4重量部の範囲で、上記かさ密度となり、制御弁34からの補給量は若干変動するが動作上、問題の無いトナー循環が実現できた。
本構成により、ガラス転移点が70℃以下で、熱的ストレス、機械的ストレスに対する耐性の劣るカラートナーにおいても、現像ホッパー31hのトナーと、トナーカートリッジ32のトナーの劣化のスピードを落とすことができ、さらにホッパー内の場所によるトナー劣化度に差が無くなるため、(トナー特性の均一化)トナー劣化による異常画像の発生を抑えることができた。
For the toner, in order to stably perform the operation by the
With this configuration, even in a color toner having a glass transition point of 70 ° C. or less and poor resistance to thermal stress and mechanical stress, it is possible to reduce the deterioration of the toner in the developing
また、上記現像装置30は、ドラム状の感光体11と共に一体に支持され、画像形成装置1本体に対し着脱自在に形成されるプロセスカートリッジとすることができる。このプロセスカートリッジは、この他に帯電手段、クリーニング手段を含んで構成してもよい。
The developing
1 画像形成装置
2 スキャナーユニット
10 感光体ユニット
11 感光体ベルト
12 感光体クリーニング装置
13 帯電ユニット
14 駆動ローラ(感光体)
15、16 従動ローラ(感光体)
20 書き込み光学ユニット
21 半導体レーザ
22 ポリゴンミラー
23 反射ミラー
25 給紙ローラ
26 接離機構
30 現像装置
31 現像ユニット
31a 現像ローラ
31b 供給ローラ
31c ドクタローラ
31d 第1搬送パドル
31e スライドシャッター
31f 弾性部材
31g 窓部
31h ホッパー
32 トナーカートリッジ
321 第1収納室
322 第2収納室
32a 第2搬送パドル
32b 第3搬送パドル
32c スライドシャッター
32d 弾性部材
32e 固定シール
30f チップ
33 連通口
34 制御弁
34a 支持部
34b フィルム
34c 幅広のフィルム(幅広の制御弁)
34d 連通口に対応しないフィルム(連通口に対応しない制御弁)
35 リブ
40 中間転写ユニット
41 中間転写ベルト
42 ベルトクリーニング装置
43 マークセンサ
44 駆動ローラ(中間転写ベルト)
45 1次転写ローラ
46、47、48 従動ローラ
49 廃トナータンク
50 二次転写ユニット
51 二次転写ローラ
60 定着ユニット
61 定着ベルト
62 加圧ローラ
65 両面切替爪
66 オイル塗布ユニット
70 両面印刷用紙反転ユニット
71 反転切替爪
72 反転ローラ
80 給紙装置
81 給紙ローラ
82 レジストローラ
83 手差しトレイ
84 排紙トレイ
90 転写材
DESCRIPTION OF
15, 16 Followed roller (photosensitive member)
20 Writing Optical Unit 21 Semiconductor Laser 22 Polygon Mirror 23 Reflecting Mirror 25 Feeding Roller 26 Contact /
34d Film not compatible with communication port (control valve not compatible with communication port)
35
45 Primary transfer roller 46, 47, 48 Driven
Claims (11)
現像ユニットと着脱可能で、現像ユニットに装着されているときに、現像ユニットとの間で水平方向にトナーが通過できる通路を有するトナーカートリッジとを備え、
現像ユニットとトナーカートリッジ間でトナーの供給・排出を制御する制御弁を現像ユニット内部に持ち、さらに、トナーカートリッジに定期的に該通路近傍に空間を形成する機構を持つ現像装置において、
前記現像装置は、該制御弁の下方に第1回転攪拌部材を設ける
ことを特徴とする現像装置。 A developing unit for developing one-component toner on the electrostatic latent image on the image carrier;
A toner cartridge that is detachable from the developing unit and has a passage through which toner can pass in a horizontal direction between the developing unit and the developing unit;
In the developing device having a control valve for controlling supply / discharge of toner between the developing unit and the toner cartridge inside the developing unit, and further having a mechanism for periodically forming a space in the vicinity of the passage in the toner cartridge.
The developing device is characterized in that a first rotating stirring member is provided below the control valve.
ことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。 The developing device according to claim 1, wherein the first rotating stirring member has an acting force for conveying the toner to be stirred in the axial direction of the first rotating stirring member.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の現像装置。 The developing device according to claim 1, wherein the developing device includes a second rotating stirring member that conveys toner from the first rotating stirring member to the developing roller.
ことを特徴とする請求項3に記載の現像装置。 The developing device according to claim 3, wherein the developing device also serves as a driving mechanism that provides a driving force for driving the control valve.
ことを特徴とする請求項3又は4に記載の現像装置。 The developing device according to claim 3, wherein the control valve and a driving mechanism thereof are provided above a toner surface in the developing unit.
ことを特徴とする請求項3ないし5のいずれかに記載の現像装置。 The developing device according to claim 3, wherein the first rotating stirring member has a higher rotational speed than the second rotating stirring member.
ことを特徴とする請求項3ないし6のいずれかに記載の現像装置。 The developing device according to claim 3, wherein a drive frequency of the control valve is synchronized with rotation of the second rotating stirring member.
ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の現像装置。 7. The developing device according to claim 1, wherein the developing device uses a toner having a bulk density in a range of 0.4 to 0.6 g / cm 3 and a glass transition point in a range of 60 to 90 ° C. The developing device according to any one of the above.
前記プロセスカートリッジは、請求項1ないし9のいずれかに記載の現像装置を用いる
ことを特徴とするプロセスカ−トリッジ。 At least in the process cartridge that integrally supports the image carrier and the developing device and is detachable from the image forming apparatus main body,
A process cartridge using the developing device according to claim 1 as the process cartridge.
前記画像形成装置は、現像装置が請求項1ないし9のいずれかに記載の現像装置を用いる
ことを特徴とする画像形成装置。 An image carrier that carries a latent image, a charging device that uniformly charges the surface of the image carrier, an exposure device that writes an electrostatic latent image on the surface of the charged image carrier, and a surface formed on the surface of the image carrier. A developing device that visualizes the electrostatic latent image, a transfer device that transfers the visible image on the surface of the image carrier directly or via an intermediate transfer member, and a toner on the image carrier is cleaned. An image forming apparatus comprising: a cleaning device that fixes the visible image on the recording member with heat and / or pressure;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the developing apparatus uses the developing apparatus according to claim 1.
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