JP3101087B2 - 乾式現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉体を用いる画像形成
装置、特には、電子写真方式を用いる複写機や、プリン
タ，ファクシミリ等の画像形成装置において、現像剤収
容容器と現像剤収容容器を含む乾式現像装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、粉体を用いる画像形成装置では、
樹脂の中に磁性粒子を含む磁性トナーと呼ばれる粉体を
用いて現像を行う方式（一成分現像方式）と、樹脂のみ
からなる粉体粒子と磁性体から成る粒子（キャリャ）を
混合して現像を行う方式（二成分現像方式）とが用いら
れてきた。

【０００３】上記一成分現像方式では、トナー自体が磁
性体を含有しているためトナーの搬送が容易で現像装置
が簡単な機構で小型化できる特徴がある。また飛散が少
なく画像濃度も安定している等の利点を有している。し
かしながら、トナーの帯電効率が悪く、トナーの撹拌や
搬送速度を速くしないと良好な画質が得られない等の問
題も有している。

【０００４】一方、二成分現像方式では、トナーとキャ
リャの混合，撹拌によって効率良くトナーを帯電させる
ことができ、高湿のような環境においても安定した画質
を得ることができる。しかしながら、キャリャは消費さ
れることがなく、しだいに劣化するために定期的なメン
テナンスを必要とした。これらの問題を解決するため二
種類の現像剤粒子群を混合する現像剤が特開昭５７−１
０１５０号公報において提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記二種類の現像剤粒
子群を用いる方法では、少なくとも現像時において二種
類の現像剤粒子が完全に混合されていなければならな
い。かかる問題を解決するためにあらかじめ二種類の現
像剤が混合された状態で現像剤収容容器に充填し、該現
像剤収容容器から供給する方法がとられる。しかしなが
ら二種類の粒子群の比重が異なる場合、現像剤を収容し
た容器の輸送時等で振動により収容容器の中で上下に分
離してしまい現像ムラ等が発生することがあった。

【０００６】また、現像剤収容部から適量ずつ現像槽に
供給される方式においては、装置の動作時の振動によっ
て現像剤収容部内の現像剤が現像剤の比重に応じて分離
してしまうこととなった。さらに別々に供給する場合に
おいては、同時に完全に消費されるとは限らず交換時期
が異なるため極めて煩雑であった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の乾式現像装置
は、叙上のような課題を解決するため、光導電性誘電体
層を所定の電位に均一帯電し、画像情報に応じた露光を
行い静電潜像を形成した後、該静電潜像を現像粒子で現
像する画像形成装置において、比重の異なる二種類の現
像粒子群を、装置本体に着脱可能なトナーカートリッジ
に、上記二種類の現像粒子群の消費量に応じた容積比で
２容器に分離する分離壁を設け、トナーカートリッジの
下方に設けた２容器の排出口より所定の比率で二種類の
現像粒子群を現像槽に排出する手段とを有し、排出口に
対向して補給ローラを連れ回りで回転するよう圧接した
状態でトナーカートリッジに枢着し、補給ローラにはさ
らに、それぞれの表面に各現像粒子より大きい開口径を
有する凹部が各々設けられ、該凹部の総面積は各々、二
種類の現像粒子群の消費量に応じた比率となるよう設定
されているものである。

【０００８】

【作用】本発明の乾式現像装置は、叙上のような構成で
あるから、二種類の粒子群の消費量に応じて収容容器が
分離され、常に一定の比率で且つ現像槽に均一に供給し
得るものである。また消費される比率に応じた現像剤が
充填され、補給ローラを連れ回りで回転するよう圧接し
た状態でトナーカートリッジに枢着しているため、複数
の現像剤が同時に完全消費される。

【０００９】

【実施例】本発明による乾式現像装置の構成と動作を図
面と共に説明する。

【００１０】図１において、ホストコンピュータからの
作像に関するデータは、コントローラ１６でデータ処理
される。続いて像形成開始の信号がエンジンコントロー
ラ１５に送られる。これによりあらかじめ決められた工
程に従って動作が進行する。転写紙収容カセット８に収
納されている転写紙は、図示されない転写紙引出し手段
により１枚ずつ引き出され、レジストローラ９の手前ま
で搬送される。感光体１ば、図示されない回動機構によ
り図１において右回りに低速回転する。このとき帯電ロ
ーラ６は、間隙保持コロで導電性弾性部材が感光体１と
一定の食い込み量をもって接しつつ回動する。このとき
帯電ローラ６には、−１０００ＶにＶｐｐ２００Ｖの交
流電圧を重畳した電圧が印加されており、感光体１上は
所望の電位（−６００Ｖ）に均一帯電される。

【００１１】一方、現像器２ではマグネットローラ２ａ
上の現像剤が所定の比率で均一になるようにトナーカー
トリッジ３より現像剤が現像槽２ｃに供給され、ミキサ
ー２ｂで混合，撹拌される。ここでマグネットローラ２
ａに感光体１の帯電電位に近い値を印加すると、トナ−
は露光書込みヘッド７によって照射された部分に付着し
現像される。感光体１の画像位置に対応するようにレジ
ストローラ９でタイミングをとって転写紙８ａが搬送さ
れる。ここで転写紙８ａは、感光体１と転写ローラ４に
より挟持搬送される。

【００１２】このとき転写ローラ４には、トナーと反対
の極性の電圧が印加される。転写紙はトナーと反対の極
性に帯電し、感光体１上のトナーは転写紙上に転移す
る。転写紙上のトナーは、内部にヒータを内包したヒー
トローラ１２と圧力ローラ１３にて挟持搬送され、この
間にトナーは転写紙に溶融定着される。トナー像が定着
された転写紙は、トレイ１４にストツクされる。一方、
感光体１上の転写されなかったトナーは、クリーニング
ユニット５のクリーニングブレード５ａで感光体１から
かきおとされ排出スクリュー５ｂによって図示されない
トナー廃棄用の容器に送られる。以上で一連の画像形成
工程を終了する。

【００１３】本実施例では、現像剤収容容器３ａに平均
粒子径１０ μｍの現像剤Ａを収容し、現像剤収容容器
３ｂに平均粒子径２０ μｍの現像剤Ｂを収容した。現
像剤Ａは、スチレンアクリル共重合体等の樹脂に、重量
比３５％となるように磁性体の微粉末を混練し粉砕して
平均粒子径が１０ μｍとなるようにした。また、現像
剤Ｂは、スチレンアクリル共重合体を主とする樹脂にカ
ーボンブラックを添加し、さらに重量比が４５％となる
ように磁性体微粉末を混練し粉砕して平均粒子径が２０
μｍとなるようにした。

【００１４】本実施例の現像方式では、現像剤Ａは実質
上絶縁性磁性トナーとして作用し、現像剤Ｂは導電性磁
性トナーとして作用する。現像剤Ａと現像剤Ｂは、適量
づつ一定の比率（体積比で現像剤Ａ：現像剤Ｂ＝４：
１）で現像槽２ｃに供給されミキサー２ｂにより混合，
撹拌され摩擦帯電される。

【００１５】絶縁性磁性トナーからなる現像剤Ａは、摩
擦帯電により負極性に帯電されているので静電潜像の露
光部に付着し現像が行われる。一方導電性磁性トナーか
らなる現像剤Ｂは、現像剤Ａと逆の極性に帯電され非露
光部に付着することが考えられるが、実際には現像剤Ｂ
も現像剤Ａと同じく露光部に付着する。これは、現像剤
Ｂが現像域で分極し露光部に付着するような吸引力が作
用したためであると考えられる。

【００１６】このようにして現像剤Ａも現像剤Ｂも現像
される。現像剤Ａと現像剤Ｂの混合比は、体積比で４：
１になるようにした。本発明では、上記現像剤Ａ，Ｂの
混合比を本体に着脱可能な現像剤収容容器で実現できる
ようにトナーカートリッジ３内を、トナーカートリッジ
３を本体に装着したときにおいて転写紙搬送方向と垂直
な方向に分割し、各々の下方部に開口部を設け現像槽２
ｃに均一に供給されるように構成する。

【００１７】以下、図２乃至図４と共に説明すると、ト
ナーカートリッジ３は現像剤収容容器３ａと現像剤収容
容器３ｂの２容器に、容積費で４：１になるように分離
壁３′で分割されており、各々現像剤Ａと現像剤Ｂが充
填されている。また、トナーカートリッジ３の下方に設
けた、それぞれの現像剤収容容器３ａ，３ｂの排出口に
対応して該排出口を塞ぐように補給ローラ３ｃおよび補
給ローラ３ｄがトナーカートリッジ３に枢着され、また
補給ローラシール３ｆ，３ｇおよび補給ローラシール３
ｅが分離壁３′等に設けられている。補給ローラ３ｃ
は、トナーカートリッジ３が本体に装着されたとき図示
されない本体側の駆動機構と接続される。本体側の駆動
機構は、エンジンコントローラ１５からの動作信号に応
じて回転駆動される。このとき補給ローラ３ｄも補給ロ
ーラ３ｃに圧接しているため連れ回りで回転する。補給
ローラ３ｃおよび補給ローラ３ｄの表面には、それぞれ
現像剤Ａ，Ｂの粒子径より大きい開口径を有する凹部３
ｃ′，３ｄ′が全周にわたって均一に設けられており、
該凹部３ｃ′，３ｄ′の総面積は、補給ローラ３ｃと補
給ローラ３ｄとで４：１となるように構成する。

【００１８】以上のように、トナーカートリッジ３を体
積比で現像剤Ａが４に対して現像剤Ｂが１ずつ現像剤２
ｃに補給される。さらにトナーカートリッジ３には、消
費される比率に応じた現像剤が充填され、補給ローラを
連れ回りで回転するよう圧接した状態でトナーカートリ
ッジに枢着しているため現像剤Ａと現像剤Ｂは、同時に
完全消費される。また、トナーカートリッジ３を本体か
ら外しているときや保管時は、二本の補給ローラ３ｃ，
３ｄと補給ローラシール３ｆ，３ｇおよび３ｅで密閉さ
れるため現像剤が漏れたり、湿気が入ることもなく安定
した状態が維持できると共に常に安定した良好な画像が
得られる。

【００１９】本実施例では、粒子径と磁性粉量の異なる
導電性磁性トナーと絶縁性磁性トナーを用いたが本構成
に限定されるものではない。比重の異なる粒子群から構
成される現像剤であれば現像剤の抵抗値や樹脂特性にか
かわらず、操作性の良い、常に安定した良好な画像が得
られる画像形成装置を実現することができる。

【００２０】

【発明の効果】本発明による乾式現像装置は、叙上のよ
うな構成であるから、現像剤の補給が簡単にできると共
に、常に一定の比率で且つ現像槽に均一に供給すること
ができる。また、現像剤の消費量に応じた容積に分割さ
れており、効率良く現像剤が消費される。消費される比
率に応じた現像剤が充填され、補給ローラを連れ回りで
回転するよう圧接した状態でトナーカートリッジに枢着
しているため、複数の現像剤が同時に完全消費される。
トナーカートリッジの各排出口に設けられたローラは、
それぞれの表面に各現像粒子より大きい開口径を有する
凹部が各々設けられ、凹部の総面積は各々、二種類の現
像粒子群の比重又は消費量に応じた比率となるよう設定
されるという簡単な機構でありながら現像剤を所定の比
率で正確に排出することができる。また常に密閉した状
態となるため脱着時や輸送時に現像剤が漏れることがな
い。さらに、本体での装着時においても湿気等が入らな
いため長期にわたって安定した画像がえられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の乾式現像装置の概略正面断面図であ
る。

【図２】本発明の乾式現像装置に使用するトナーカート
リッジの断面図である。

【図３】本発明の乾式現像装置に使用するトナーカート
リッジの一部切欠斜視図である。

【図４】上記トナーカートリッジの補給ローラの斜視図
である。

【符号の説明】 １ 感光体 ２ 現像器 ３ トナーカートリッジ ３ａ 現像剤収容容器Ａ ３ｂ 現像剤収容容器Ｂ ３ｃ 補給ローラＡ ３ｄ 補給ローラＢ ３ｅ，３ｆ，３ｇ 補給ローラシール ３ｃ′，３ｄ′ 補給ローラの表面に設けた凹部 ４ 転写ローラ ５ クリーニングユニット ６ 帯電ローラ ７ 露光書込みヘッド ８ 転写紙収容カセット ９ レジストローラ １２ ヒートローラ １３ 圧力ローラ １４ トレイ １５ エンジンコントローラ １６ コントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光導電性誘電体層を所定の電位に均一帯
   電し、画像情報に応じた露光を行い静電潜像を形成した
   後、該静電潜像を現像粒子で現像する画像形成装置にお
   いて、比重の異なる二種類の現像粒子群を、装置本体に
   着脱可能なトナーカートリッジに、上記二種類の現像粒
   子群の消費量に応じた容積比で２容器に分離する分離壁
   を設け、前記トナーカートリッジの下方に設けた前記２
   容器の排出口より所定の比率で二種類の現像粒子群を現
   像槽に排出する手段とを有し、前記排出口に対向して前
   記補給ローラを連れ回りで回転するよう圧接した状態で
   前記トナーカートリッジに枢着し、 前記補給ローラにはさらに、それぞれの表面に各現像粒
   子より大きい開口径を有する凹部が各々設けられ、該凹
   部の総面積は各々、上記二種類の現像粒子群の消費量に
   応じた比率となるよう設定されていることを特徴とする
   乾式現像装置。
2. 【請求項２】 上記二種類の現像粒子群は、平均粒子径
   の異なる磁性トナー群からなることを特徴とする、請求
   項１に記載した乾式現像装置。
3. 【請求項３】 上記二種類の現像粒子群は、磁性粉含有
   率の異なる磁性トナー群からなることを特徴とする、請
   求項１に記載した乾式現像装置。