JP2008268783A - Developing device and image forming apparatus incorporating the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機やプリンタに代表される電子写真方式の画像形成装置に適用可能な現像装置、特に二成分現像剤を使用する現像装置に関する。また、この現像装置を搭載した画像形成装置に関する。 The present invention relates to a developing device applicable to an electrophotographic image forming apparatus typified by a copying machine or a printer, and more particularly to a developing device using a two-component developer. The present invention also relates to an image forming apparatus equipped with the developing device.
複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体として感光体ドラムが広く用いられている。感光体ドラムを用いた一般的な画像形成動作は以下のようである。感光体ドラムの表面は帯電装置により所定電位で一様に帯電せしめられ、そこに露光装置のLED光等を照射することにより部分的に電位が光減衰して原稿画像の静電潜像が形成される。そして、この静電潜像を現像装置で現像することによってトナー像が形成される。用紙へのトナー像の転写後、感光体ドラムの表面においては、残留したトナーがクリーニング装置によりクリーニングされ、次回の画像形成動作に備えて除電装置により除電光が照射されて帯電電荷の除去が行われる。 In an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a printer, a photosensitive drum is widely used as an image carrier. A general image forming operation using the photosensitive drum is as follows. The surface of the photosensitive drum is uniformly charged with a predetermined potential by a charging device, and by irradiating the LED light or the like of the exposure device there, the potential is partially attenuated to form an electrostatic latent image of an original image. Is done. The electrostatic latent image is developed with a developing device to form a toner image. After the transfer of the toner image onto the paper, the remaining toner is cleaned on the surface of the photosensitive drum by the cleaning device, and the charge removal is performed by irradiating the neutralization light by the neutralization device in preparation for the next image forming operation. Is called.
上記のような画像形成動作の中核の一つをなす現像装置において、トナー粒子を含有する現像剤は、現像容器内に常時所定量が収容されるようになっており、現像に使用され残量が少なくなると、追加補給される。この時、一般的には、現像装置の上方に配置された現像剤補給容器から、重力の作用や搬送部材により現像容器内に現像剤が投入される。 In the developing device that forms one of the cores of the image forming operation as described above, a predetermined amount of developer containing toner particles is always stored in the developing container, and is used for development. When it becomes less, it is replenished. At this time, generally, the developer is introduced into the developing container from the developer supply container disposed above the developing device by the action of gravity or a conveying member.
ここで、現像方式には、一成分方式と二成分方式とが存在する。現像剤は、一成分方式ではトナー粒子のみで、二成分方式ではトナー粒子とその搬送体であるキャリアとで構成されている。画像形成装置においては、二成分現像方式が一般的に広く利用されている。 Here, the development method includes a one-component method and a two-component method. The developer is composed only of toner particles in the one-component system, and is composed of toner particles and a carrier that is a carrier of the toner in the two-component system. In an image forming apparatus, a two-component development method is generally widely used.
二成分現像方式において、現像剤中のトナー粒子(以下、トナーと称す)は、現像容器内の量が逐次検知され、その消費量に対応して新しいトナーが補給容器から補給される。しかしながら、キャリアは長期間にわたって使用されるため、その表面に微小なトナーが付着して、劣化するといった問題が発生する。これにより、現像性能が低下し、高品質な画像を得ることができなくなる恐れがある。 In the two-component development method, the amount of toner particles (hereinafter referred to as toner) in the developer is sequentially detected in the developing container, and new toner is replenished from the replenishing container in accordance with the consumption amount. However, since the carrier is used for a long period of time, there arises a problem that minute toner adheres to the surface and deteriorates. As a result, the development performance deteriorates, and there is a possibility that a high-quality image cannot be obtained.
そこで、このような問題を解決すべく、劣化したキャリアを徐々に新しいキャリアに交換していく手法が提案され、その例を特許文献1及び2に見ることができる。特許文献1に記載された画像形成装置は、計数カウンターを備え、所定枚数印刷するごとにキャリアを補給するようになっている。特許文献2に記載された画像形成装置は、トナー消費量測定手段を備え、その測定結果に応じてキャリアを補給するようになっている。
Therefore, in order to solve such a problem, a method of gradually replacing a deteriorated carrier with a new carrier has been proposed, and examples thereof can be seen in
しかしながら、二成分現像剤においては、さらに、トナーの消費速度と、キャリアの劣化の進行具合とが一定ではないといった問題がある。また、現像容器内の現像剤の帯電特性に関して、新しく補給されたキャリアは、現像容器内に従前存在するキャリアに対して帯電容量が大きいため、現像容器内で帯電した微小なトナーを引き付け易く、劣化が進行し易いといった問題も発生する。 However, the two-component developer has a further problem that the toner consumption speed and the progress of carrier deterioration are not constant. In addition, regarding the charging characteristics of the developer in the developer container, the newly replenished carrier has a large charge capacity with respect to the carrier existing in the developer container, so that it is easy to attract minute toner charged in the developer container, There is also a problem that deterioration tends to proceed.
そこで、これらの問題を解決すべく、二成分現像剤のトナーとキャリアとを、予め混合、攪拌した上で現像容器に補給する手法が提案され、その一例を特許文献3に見ることができる。
特許文献3に記載された画像形成装置において、現像装置は、トナー収容部(トナー補給容器)の上流にキャリア収容部(キャリア補給容器)を備えることにより、キャリア収容部からトナー収容部内に一旦キャリアを供給した後、このキャリアとトナーとを混合、攪拌し、現像剤として現像器ハウジング(現像容器)に補給するようにしている。しかしながら、この構成では、二成分現像剤のトナーとキャリアとを予め混合、攪拌した上で現像容器に補給することができるものの、トナー補給容器内でキャリアが拡散し、所望の量のキャリアを現像容器に補給できない恐れがある。これにより、所望の量のキャリアを現像容器に補給するためには、必要以上のトナーも補給しなければならない。また、キャリアの補給時期が、トナーの補給時期に依存するので、補給のタイミングにずれが生じる可能性が高くなる。したがって、キャリアの補給が間に合わず、現像に悪影響を及ぼす恐れがある。 In the image forming apparatus described in Patent Document 3, the developing device includes a carrier storage unit (carrier supply container) upstream of the toner storage unit (toner supply container), so that the carrier is temporarily transferred from the carrier storage unit into the toner storage unit. After the toner is supplied, the carrier and the toner are mixed and stirred, and the developer housing (developing container) is replenished as a developer. However, in this configuration, although the toner of the two-component developer and the carrier can be mixed and stirred in advance and supplied to the developing container, the carrier diffuses in the toner supplying container, and a desired amount of carrier is developed. The container may not be refilled. Thus, in order to supply a desired amount of carrier to the developing container, it is necessary to supply more toner than necessary. In addition, since the carrier replenishment time depends on the toner replenishment time, there is a high possibility that a deviation occurs in the replenishment timing. Therefore, the carrier cannot be supplied in time, which may adversely affect development.
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、トナー粒子とキャリアとで構成される二成分現像剤を使用する現像装置において、所望の量のトナーとキャリアとを、任意のタイミングで補給することができ、且つ帯電特性を安定させるべく予備的な混合、攪拌を実行した後に現像剤を現像容器に補給することができ、静電潜像の高品質な現像を遂行することが可能な現像装置を提供することを目的とする。また、このような現像装置を搭載した高性能な画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points. In a developing device using a two-component developer composed of toner particles and a carrier, a desired amount of toner and carrier are replenished at an arbitrary timing. Development that can perform high-quality development of an electrostatic latent image, and can supply the developer to the developing container after preliminary mixing and stirring to stabilize the charging characteristics. An object is to provide an apparatus. It is another object of the present invention to provide a high-performance image forming apparatus equipped with such a developing device.
上記の課題を解決するため、本発明は、トナーを収容するトナー補給容器と、キャリアを収容するキャリア補給容器と、トナー補給容器からトナーの補給を、キャリア補給容器からキャリアの補給を受けて混合、攪拌し、現像剤を混成する補助攪拌容器と、この補助攪拌容器から現像剤の補給を受けて収容し、現像剤を像担持体に供給する現像容器とを備えることとした。 In order to solve the above problems, the present invention provides a toner replenishing container that contains toner, a carrier replenishing container that contains a carrier, toner replenishment from the toner replenishing container, and carrier replenishment from the carrier replenishing container. The auxiliary stirring container for stirring and mixing the developer and the developing container for receiving and supplying the developer from the auxiliary stirring container and supplying the developer to the image carrier are provided.
また本発明では、上記現像装置を画像形成装置に搭載することとした。 In the present invention, the developing device is mounted on the image forming apparatus.
本発明の構成によれば、現像装置において、トナーを収容するトナー補給容器と、キャリアを収容するキャリア補給容器と、トナー補給容器からトナーの補給を、キャリア補給容器からキャリアの補給を、個別に受け入れて混合、攪拌し、現像剤を混成する補助攪拌容器と、この補助攪拌容器から現像剤の補給を受けて収容し、現像剤を像担持体に供給する現像容器とを備えることとしたので、トナーやキャリアを、現像容器に送り込む量やタイミングを任意に設定することが可能である。そして、現像剤を、現像容器に補給する前に、補助攪拌容器内において予め混合、攪拌することができる。したがって、十分安定した帯電特性を有する現像剤を攪拌室に送り込むことができ、静電潜像の高品質な現像を遂行することが可能な現像装置を提供することができる。 According to the configuration of the present invention, in the developing device, the toner supply container that stores the toner, the carrier supply container that stores the carrier, the toner supply from the toner supply container, and the carrier supply from the carrier supply container are individually performed. Since it is provided with an auxiliary stirring container that receives, mixes and stirs, and mixes the developer, and a developer container that receives and stores the developer from the auxiliary stirring container and supplies the developer to the image carrier. It is possible to arbitrarily set the amount and timing of feeding the toner and carrier into the developing container. The developer can be mixed and stirred in advance in the auxiliary stirring container before being supplied to the developing container. Therefore, it is possible to provide a developing device capable of feeding a developer having sufficiently stable charging characteristics into the stirring chamber and capable of performing high-quality development of the electrostatic latent image.
また本発明では、上記現像装置を画像形成装置に搭載することとしたので、所望の量のトナーとキャリアとを、任意のタイミングで補給することができ、且つ帯電特性を安定させるべく予備的な混合、攪拌を実行した後に二成分現像剤を現像容器に補給することができ、静電潜像の高品質な現像を遂行することが可能な高性能な画像形成装置を得ることができる。 In the present invention, since the developing device is mounted on the image forming apparatus, a desired amount of toner and carrier can be replenished at an arbitrary timing, and a preliminary operation is performed to stabilize the charging characteristics. After mixing and stirring, the two-component developer can be supplied to the developing container, and a high-performance image forming apparatus capable of performing high-quality development of the electrostatic latent image can be obtained.
以下、本発明の実施形態を図1〜図4に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
最初に、本発明の実施形態に係る現像装置を搭載した画像形成装置について、図1を用いてその構造の概略を説明しつつ、画像出力動作を説明する。図1は、画像形成装置の一例であるプリンタの概略構造を示す模型的垂直断面左側面図である。図1において右方がプリンタの前面側、左方が背面側である。 First, an image output operation of an image forming apparatus equipped with a developing device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a left side view of a schematic vertical section showing a schematic structure of a printer as an example of an image forming apparatus. In FIG. 1, the right side is the front side of the printer, and the left side is the back side.
図1に示すように、プリンタ1の本体2の内部下方には、用紙収容部である給紙カセット3が配置されている。給紙カセット3の内部には、用紙Pが積まれて収容されている。給紙カセット3の用紙搬送方向下流部上方には、給紙装置4が配置されている。この給紙装置4により、用紙Pは図1において給紙カセット3の右上方に向けて送り出される。
As shown in FIG. 1, a paper feed cassette 3 that is a paper storage unit is disposed below the inside of the
給紙カセット3の用紙搬送方向下流には、用紙搬送路5、レジストローラ6、画像形成部20、及び転写部30が配置されている。給紙カセット3から送り出された用紙Pは、用紙搬送路5を通ってレジストローラ6に到達する。レジストローラ6は、用紙Pの斜め送りを矯正しつつ、画像形成部20で形成されるトナー画像とのタイミングを計り、用紙Pを転写部30へと送り出す。
A
外部コンピュータ(図示せず)からの文字や図形、模様等の画像データ信号がプリンタ1に送信され、この画像データに基づき、画像形成部20上方に備えられた光学部7にて制御されるレーザ光L(図中一点鎖線)が照射される。これにより、画像形成部20においては、像担持体である感光体ドラム21上に原稿画像の静電潜像が形成され、この静電潜像からトナー像が現像される。トナー像は、前記レジストローラ6によって同期をとって送られてきた用紙Pに、感光体ドラム21と転写部30の転写ローラ31とが圧接して形成される転写ニップ部にて転写される。
Image data signals such as characters, graphics, and patterns from an external computer (not shown) are transmitted to the printer 1, and a laser controlled by the
画像形成部20、及び転写部30の用紙搬送方向下流には、定着部8、用紙搬送路9、及び用紙排出部10が配置されている。転写部30にて未定着トナー像を担持した用紙Pは、定着部8へと送られ、熱ローラによりトナー像が定着される。定着部8から排出された用紙Pは、用紙搬送路9を通って上方へ送られ、本体2の上面に設けられた用紙排出部10において機外に排出される。
A
続いて、プリンタ1の画像形成部20周辺の詳細な構成について、図1に加えて、図2を用いて説明する。図2は、画像形成部周辺を示す垂直断面部分拡大左側面図である。
Next, a detailed configuration around the
図1、及び図2に示すように、画像形成部20には、その中心に像担持体である感光体ドラム21が備えられている。そして、感光体ドラム21の近傍には、その回転方向に沿って順に、帯電装置40、現像装置50、及びクリーニング装置80が配置されている。転写部30は、感光体ドラム21の回転方向に沿って、現像装置50とクリーニング装置80との間に設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
感光体ドラム21は、プリンタ1内の用紙搬送方向と直角をなす用紙幅方向、すなわち図2の紙面奥行き方向に延び、その軸線方向を水平にして配置されている。感光体ドラム21は、アルミニウム等により構成される導電性ローラ状基体の外側に、真空蒸着等によって無機光導電性材料であるアモルファスシリコンの感光層を設けた無機感光体のドラムである。感光体ドラム21は、図示しない駆動装置によって、その周速度が用紙搬送速度とほぼ同じになるように回転せしめられている。
The
帯電装置40は、コロナ放電帯電器を用いたスコロトロン帯電装置である。同じくコロナ放電帯電器を用いたコロトロン帯電装置や、ローラまたはブラシ等を用いた接触帯電装置であっても構わない。この帯電装置40により、感光体ドラム21の表面が所定の極性及び電位で一様に帯電せしめられる。
The charging
現像装置50は、その現像容器51の内部に、現像ローラ52を備えている。現像ローラ52は、現像方式が磁性ジャンピング現像であって、感光体ドラム21と軸線を平行にして、その近傍に設けられている。現像ローラ52には、感光体ドラム21の帯電極性と同極性のバイアスが印加される。この現像ローラ52により、現像剤中のトナーが帯電せしめられるとともに、感光体ドラム21の表面の静電潜像に移動せしめられ、静電潜像が現像される。現像剤は、トナー粒子(トナー)とその搬送体であるキャリアとで構成された二成分現像剤である。現像装置50の詳細な構成は後述する。
The developing
転写部30には、転写部材である転写ローラ31が設けられている。この転写ローラ31が感光体ドラム21に圧接し、用紙Pを挿通させる転写ニップ部を形成する。転写ローラ31は、図示しない駆動装置によって、その周速度が感光体ドラム21の周速度と同じになるように回転せしめられている。また、転写ローラ31には、必要に応じて、感光体ドラム21やトナーの帯電極性とは異なる極性の転写バイアスが印加される。なお、図2において、用紙Pの搬送経路を二点鎖線で描画している。
The
クリーニング装置80は、図2に示すように、感光体ドラム21の回転方向に沿って、転写ニップ部のさらに下流側に配置されている。クリーニング装置80は、そのハウジング81に、クリーニングローラ82、及びクリーニングブレード83を備えている。
As shown in FIG. 2, the
クリーニングローラ82及びクリーニングブレード83は、図示しないばね等の弾性部材により付勢され、感光体ドラム21に押し付けられている。クリーニングローラ82及びクリーニングブレード83は感光体ドラム21の軸線方向に延び、感光体ドラム21とほぼ同じ軸線方向長さを有している。
The cleaning
効率良くクリーニングを実施するために、クリーニングローラ82は、図示しない駆動装置により、その周速度が感光体ドラム21の周速度に対して15〜20%程度速くなるように、感光体ドラム21との接触箇所における表面が感光体ドラム21表面と同じ方向に移動する向きに回転せしめられている。クリーニング装置80は、このようなクリーニングローラ82やクリーニングブレード83によって、感光体ドラム21表面のトナー像が用紙Pに転写された後、感光体ドラム21表面に残留したトナーなどの付着物を除去してクリーニングする。感光体ドラム21表面から除去されたトナーは、ハウジング81内に一旦回収され、廃棄トナー回収容器(図示せず)へと排出される。
In order to perform cleaning efficiently, the cleaning
続いて、現像装置50の詳細な構成について、図1及び図2に加えて、図3を用いて説明する。図3は、図2のIII−III線における現像装置の水平断面上面図にして、現像容器、補助攪拌容器、トナー補給容器、及びキャリア補給容器の、4種類の各容器を横方向に並べて描画したものである。
Next, the detailed configuration of the developing
現像装置50は、図2及び図3に示すように、現像容器51を備えている。現像容器51は、現像剤として、前述のように、トナー粒子とキャリアとで構成された二成分現像剤を収容している。現像容器51は、感光体ドラム21の軸線方向に細長い形状をなし、その長手方向を水平にして配置されている。そして、現像容器51内の主たる部分には、現像剤を攪拌しながら搬送する攪拌室53が設けられている。攪拌室53の内部は、現像容器51の長手方向に延びる隔壁54により、図2において左右2個の区画に仕切られている。右方の区画が第1室55、左方の区画が第2室56である。
The developing
第2室56は、感光体ドラム21と隣接する箇所に開放部57を備えている。開放部57には現像剤担持体である現像ローラ52が配置されている。現像ローラ52の片側は第2室56の内部に位置し、他の片側は第2室56の外部に露出して像担持体である感光体ドラム21に向き合っている。現像ローラ52は、図示しない駆動手段により図2において反時計方向に回転せしめられるものである。
The
現像ローラ52の第2室56内部側の箇所から回転方向下流側、すなわち図2において現像ローラ52の上方には、規制板58が設けられている。規制板58は、その下端と現像ローラ52表面との間に、所定の幅の隙間を設けて配置されている。
A regulating
一方、第1室55は、その長手方向に延びる側面に、現像剤検知手段であるトナーセンサ59を備えている。トナーセンサ59は、攪拌室53内の現像剤(トナー)の量を検知することが可能である。
On the other hand, the
また、攪拌室53内において、隔壁54は、長手方向両端間全域にわたって設けられているわけではなく、隔壁54の両端部に設けられた隙間、及び隔壁54上方の隙間で第1室55と第2室56とが連通する形になっている。第1室55及び第2室56には、各々、現像剤の攪拌、搬送を行うための第1攪拌搬送部材60及び第2攪拌搬送部材61が、軸線を略水平にして設けられている。これらの攪拌搬送部材は、スクリュー形状、若しくはスパイラル形状をなし、回転させると、図3に白抜き矢印で示すように、攪拌室53内を、上方から見て時計方向に現像剤を搬送する。これにより、現像剤は、攪拌室53内において、第1室55と第2室56との間で攪拌されながら搬送されて循環する。
Further, in the stirring
そして、現像装置50は、図2に示すように、現像容器51の上方に、トナー補給容器62、キャリア補給容器63、及び補助攪拌容器64を備えている。これら3種類の各容器は、用紙幅方向に長く延びる形状をなしている。現像容器51のすぐ上方に補助攪拌容器64が、さらにその上方にトナー補給容器62とキャリア補給容器63とが、上下方向に並べて配置されている。
As shown in FIG. 2, the developing
そして、トナー補給容器62とキャリア補給容器63とは、図3に示すように、前後方向に並べて配置されている。トナー補給容器62とキャリア補給容器63との、2種類の補給容器を並べた前後方向、すなわち用紙幅方向の長さは、現像容器51の用紙幅方向長さとほぼ同じになっている。トナー補給容器62は、キャリア補給容器63より大幅に容積が大きくなっている。
The
トナー補給容器62は、その内部に、攪拌羽根65、及び攪拌搬送部材66を備えるとともに、トナーを収容している。
The
攪拌羽根65は、軸線を略水平にして設けられ、その軸部から径方向外側に延びるシート形状で構成されている。攪拌羽根65は、軸線中心に回転するとき、トナー補給容器62の下部においてその内壁に接触し、擦るようにして回転しながらトナーを攪拌する。攪拌羽根65は図2において時計方向に回転し、トナー補給容器62内壁との接触から解放されるその回転方向下流側下部の箇所に、攪拌搬送部材66が配置されている。なお、図2では、トナー補給容器62の攪拌羽根65及び攪拌搬送部材66は不図示であるが、これらは、図2に描画された、後述するキャリア補給容器63の攪拌羽根68及び攪拌搬送部材69と同様にして配置されている。
The stirring blade 65 is provided with a substantially horizontal axis, and is formed in a sheet shape extending radially outward from the shaft portion. When the agitating blade 65 rotates about the axis, the agitating blade 65 contacts the inner wall of the lower portion of the
攪拌搬送部材66は、現像容器51の第1攪拌搬送部材60及び第2攪拌搬送部材61と同様のスクリュー形状、若しくはスパイラル形状をなし、軸線を略水平にして設けられている。図3に示すように、攪拌搬送部材66が配置された箇所の、最も前側の底部の箇所には、トナー補給口67が設けられている。攪拌搬送部材66を回転すると、このトナー補給口67に向かって、すなわち後方から前方に向かってトナーが攪拌されながら搬送される。
The agitating / conveying
トナー補給口67は、その下方に配置された補助攪拌容器64に連通している。トナーは、図3に示した、トナー補給口67から延びる二点鎖線矢印の箇所から、補助攪拌容器64に自由落下して補給される。
The toner supply port 67 communicates with an
キャリア補給容器63は、その内部に、トナー補給容器62と同様に、攪拌羽根68、及び攪拌搬送部材69を備えるとともに、キャリアを収容している。
Similar to the
攪拌羽根68は径方向外側に延びるシート形状をなし、攪拌搬送部材69はスクリュー形状、若しくはスパイラル形状をなし、ともに軸線を略平行にして設けられている。図3に示すように、攪拌搬送部材69が配置された箇所の、最も後側の底部の箇所には、キャリア補給口70が設けられている。攪拌搬送部材69を回転すると、このキャリア補給口70に向かって、すなわち前方から後方に向かってキャリアが攪拌されながら搬送される。
The stirring
キャリア補給口70は、その下方に配置された補助攪拌容器64に連通している。キャリアは、図3に示した、キャリア補給口70から延びる二点鎖線矢印の箇所から、補助攪拌容器64に自由落下して補給される。
The
補助攪拌容器64は、その内部に、攪拌搬送部材71のみを備えている。攪拌搬送部材71は、前述の攪拌搬送部材と同様に、スクリュー形状、若しくはスパイラル形状をなし、ともに軸線を略平行にして設けられている。
The
補助攪拌容器64は、用紙幅方向に細長く延びる形状をなし、その前端がキャリア補給口70に対応した箇所であって、後端が現像容器51の用紙幅方向略中央部に位置している。そして、補助攪拌容器64は、その上方に配置されたトナー補給容器62のトナー補給口67からトナーの補給を、キャリア補給容器63のキャリア補給口70からキャリアの補給を、個別に受け入れ、混合、攪拌して現像剤を混成する。
The
補助攪拌容器64の後端底部の箇所には、現像剤補給口72が設けられている。攪拌搬送部材71を回転すると、この現像剤補給口72に向かって、すなわち前方から後方に向かって現像剤が攪拌されながら搬送される。
A
現像剤補給口72は、その下方に配置された現像容器51に連通している。現像剤は、図3に示した、現像剤補給口72から延びる二点鎖線矢印の箇所から、現像容器51の、攪拌室53の第1室55に自由落下して補給される。
The
なお、トナー補給容器62、キャリア補給容器63、及び補助攪拌容器64に設けられた攪拌羽根や攪拌搬送部材は、各々、独立した駆動装置(図示せず)によって駆動する。
The agitating blades and agitating / conveying members provided in the
上記構成の現像装置50は、次のように動作する。
The developing
通常の印刷時には、現像容器51のトナーセンサ59からの情報を受けて、トナー補給容器62及び補助攪拌容器64に対応した駆動装置が動作し、各攪拌搬送部材が回転して現像容器51へのトナーの補給が行われる。その後、トナー補給容器62の駆動装置が停止し、補助攪拌容器64内のトナーがすべて現像容器51へと補給されるタイミングを計って、補助攪拌容器64の駆動装置が停止する。
During normal printing, the drive unit corresponding to the
キャリア補給容器63は、現像装置50の駆動開始後、所定時間が経過するまで駆動しない。現像装置50の駆動時間が5時間を経過すると、キャリア補給容器63は、30分ごとに約1g、キャリアを補給する。キャリアの補給は、現像装置50の駆動時間5時間経過後、トナーセンサ59からの情報によりトナーの補給が必要となったときに行われる。
The
この場合、まず、トナー補給容器62、キャリア補給容器63及び補助攪拌容器64の、全ての駆動装置が動作し、トナー、キャリア及び現像剤の補給が行われる。その後、キャリアの補給が所定量に達したとき、キャリア補給容器63の駆動装置が停止する。そして、補助攪拌容器64内において、補給されたキャリアがトナー補給口67に対応する箇所を通過した後、トナー補給容器62の駆動装置が停止する。さらに、補助攪拌容器64内の現像剤がすべて現像容器51へと補給されるタイミングを計って、補助攪拌容器64の駆動装置が停止する。
In this case, first, all the driving devices of the
次に、上記現像装置50を使用して現像を実行したときの、トナー及びキャリアの補給方法の違いが、画像濃度やかぶり、スペント率の変化に及ぼす影響について、図4を用いて説明する。図4は、トナー及びキャリアの補給方法の違いが、画像濃度やかぶり、スペント率の変化に及ぼす影響を示す表である。評価方法としては、10000枚から80000枚までの所定枚数印刷後、印刷画像の画像濃度及びかぶり濃度と、現像容器51中の現像剤のスペント率を測定した。
Next, the effect of differences in toner and carrier replenishment methods when developing using the developing
ここで、現像剤は、以下のトナー及びキャリアで構成されている。トナーは、スチレンアクリル樹脂92部、カーボンブラック5部、及びCCA3部を混合し、平均粒径8μmに微粉砕した。一方、キャリアは、平均粒径80μmのフェライトキャリアである。 Here, the developer is composed of the following toner and carrier. As the toner, 92 parts of styrene acrylic resin, 5 parts of carbon black, and 3 parts of CCA were mixed and pulverized to an average particle size of 8 μm. On the other hand, the carrier is a ferrite carrier having an average particle size of 80 μm.
画像濃度は、反射濃度計(東京電色社製TC−6D)を使用し、印刷画像の黒ベタ部の濃度を測定した。 For the image density, a reflection densitometer (TC-6D manufactured by Tokyo Denshoku Co., Ltd.) was used, and the density of the black solid portion of the printed image was measured.
また、「かぶり」とは、現像動作により、本来白抜けとなる非画像部にトナーが付着し、濃度が高くなる現象を意味する。その黒化濃度を、「かぶり濃度」と言う。かぶり濃度は、上記反射濃度計TC−6Dを使用し、印刷画像の余白部の濃度を測定した。 Further, “fogging” means a phenomenon in which the toner adheres to a non-image portion that originally becomes white due to a developing operation, and the density increases. The blackening density is called “fogging density”. For the fog density, the reflection densitometer TC-6D was used, and the density of the blank portion of the printed image was measured.
また、「スペント」とは、キャリア粒子表面にトナー粒子が付着する現象を意味する。スペント率は、以下のように測定した。まず、用紙表面に対するトナー占有率が4%の印刷を図4に示す所定枚数印刷した後、現像剤を400メッシュのふるいにかけ、下方からブロアーによって吸引し、トナーとキャリアとを分離した。そして、ふるい上に残留したキャリア5gを容器に移してトルエンを加え、スペントによってキャリア粒子表面に付着したトナーを溶解させた。その後、容器の下方から磁石でキャリアを引き付けながらトルエンを廃棄した。トルエンによるキャリア粒子表面のトナーの溶解を、トルエンが無色になるまで数回繰り返した後、キャリアに付着したトルエンをオーブンで蒸発させた。こうして得られたキャリアと、最初に容器に入れたキャリア(5g)との重量の差が、スペントによってキャリア粒子表面に付着したトナーの量である。図4に示す「スペント率」は、キャリア1gに付着したトナー量(mg)を表している。 “Spent” means a phenomenon in which toner particles adhere to the surface of carrier particles. The spent rate was measured as follows. First, after a predetermined number of prints having a toner occupation ratio of 4% on the paper surface were printed as shown in FIG. 4, the developer was passed through a 400-mesh sieve and sucked by a blower from below to separate the toner and the carrier. Then, 5 g of the carrier remaining on the sieve was transferred to a container, toluene was added, and the toner adhering to the surface of the carrier particles was dissolved by spent. Thereafter, toluene was discarded while attracting the carrier with a magnet from below the container. The dissolution of the toner on the surface of the carrier particles with toluene was repeated several times until the toluene became colorless, and then the toluene attached to the carrier was evaporated in an oven. The difference in weight between the carrier thus obtained and the carrier (5 g) initially placed in the container is the amount of toner adhering to the surface of the carrier particles due to spent. The “spent rate” shown in FIG. 4 represents the toner amount (mg) attached to 1 g of the carrier.
図4において、実施例1では、現像装置50の駆動時間が5時間を経過した後、30分ごとにキャリア約1gをトナーと一緒に補給することとした。これによると、80000万枚印刷しても、良好な画像濃度であって、スペント率も問題なかった。
In FIG. 4, in Example 1, about 1 g of the carrier is supplied together with the toner every 30 minutes after the driving time of the developing
実施例2では、現像装置50の駆動時間が5時間を経過した後、15分ごとにキャリア約1gをトナーと一緒に補給することとした。この場合も、上記実施例1と同様に、80000万枚印刷しても、良好な画像濃度であって、スペント率も問題なかった。
In Example 2, after the driving time of the developing
実施例3では、印刷当初より、30分ごとにキャリア約1gをトナーと一緒に補給することとした。この場合も、上記実施例1及び2と同様に、80000万枚印刷しても、良好な画像濃度であって、スペント率も問題なかった。 In Example 3, about 1 g of the carrier is supplied together with the toner every 30 minutes from the beginning of printing. In this case as well, as in Examples 1 and 2, even when 800,000,000 sheets were printed, the image density was good and the spent rate was satisfactory.
比較例1では、キャリアの補給を行わなかった。この場合、印刷枚数の増加に伴い、スペント率が大幅に増加し、60000枚の印刷でかぶりが顕著になり、トナー飛散も発生したので現像動作を停止した。 In Comparative Example 1, no carrier was replenished. In this case, as the number of printed sheets increased, the spent rate increased significantly, fogging became noticeable when 60000 sheets were printed, and toner scattering occurred, so the development operation was stopped.
比較例2では、実施例1の条件、すなわち現像装置50の駆動時間が5時間を経過した後、30分ごとにキャリア約1gのみを補給し、トナーの補給を行わなかった。この場合、緩やかながらもスペントが進行して、80000枚の印刷でがぶり濃度が大幅に増加した。
In Comparative Example 2, only about 1 g of the carrier was replenished every 30 minutes after the conditions of Example 1, that is, the driving time of the developing
このようにして、現像装置50は、トナーを収容するトナー補給容器62と、キャリアを収容するキャリア補給容器63と、トナー補給容器62からトナーの補給を、キャリア補給容器63からキャリアの補給を、個別に受け入れて混合、攪拌し、現像剤を混成する補助攪拌容器64と、この補助攪拌容器64から現像剤の補給を受けて収容し、現像剤を像担持体である感光体ドラム21に供給する現像容器51とを備えているので、トナーやキャリアを、現像容器51に送り込む量やタイミングを任意に設定することが可能である。そして、現像剤を、現像容器51に補給する前に、補助攪拌容器64内において予め混合、攪拌することができる。したがって、十分安定した帯電特性を有する現像剤を攪拌室53に送り込むことができ、静電潜像の高品質な現像を遂行することが可能な現像装置50を提供することができる。
In this way, the developing
また本発明では、上記現像装置50を画像形成装置であるプリンタ1に搭載したので、所望の量のトナーとキャリアとを、任意のタイミングで補給することができ、且つ帯電特性を安定させるべく予備的な混合、攪拌を実行した後に二成分現像剤を現像容器51に補給することができ、静電潜像の高品質な現像を遂行することが可能な高性能なプリンタ1を得ることができる。
In the present invention, since the developing
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
例えば、本発明の実施形態においては、現像装置50を搭載した画像形成装置であるプリンタ1にモノクロ印刷用の機種を例に掲げて説明したが、画像形成装置の種類はこれに限定されるものではなく、中間転写体を用いてトナー像を用紙に転写する機種や、複数のカラートナーを使用するカラー印刷機種であっても構わない。
For example, in the embodiment of the present invention, the printer 1 which is an image forming apparatus equipped with the developing
本発明は、画像形成装置に適用可能な現像装置全般において利用可能である。 The present invention can be used in all developing devices applicable to image forming apparatuses.
1 プリンタ(画像形成装置)
20 画像形成部
21 感光体ドラム
50 現像装置
51 現像容器
52 現像ローラ
53 攪拌室
54 隔壁
55 第1室
56 第2室
59 トナーセンサ
62 トナー補給容器
63 キャリア補給容器
64 補助攪拌容器
67 トナー補給口
70 キャリア補給口
72 現像剤補給口
1 Printer (image forming device)
DESCRIPTION OF
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