JP4821728B2 - 現像器および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナーとキャリアとを含む現像剤を収容し収容された現像剤の中のトナーで、隣接配置された像保持体上の静電潜像を現像する現像器、および、この現像器を備えた画像形成装置に関する。

従来より、感光体などの像保持体上に静電潜像を形成し、この静電潜像を、トナーとキャリアとを含む現像剤の中の現像剤で現像することにより現像像を得て、この得られた現像像を用紙上に転写および定着することにより、用紙上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置が知られており、この様な画像形成装置では、トナーとキャリアとをオーガで撹拌し、この撹拌によるキャリアとの摩擦によって帯電されキャリアに静電的に付着したトナーを、像保持体表面に形成された静電潜像の現像に用いている。

ところで、上述した様な画像形成装置では、例えば、現像剤撹拌室内の現像剤中のトナー濃度を検出し、トナー濃度が所定値を下回ると、現像剤撹拌室へのトナー供給が行われるようになっている。

ところが、現像剤中のキャリアとの帯電量が不十分なトナーは、キャリアとの付着力が弱いことから、飛散し画質低下を引き起こすことが知られている。

そこで、現像剤撹拌室内に現像剤と同程度の比重を有する塊状物を収容し現像剤と共に撹拌することで、現像剤撹拌室を形成する壁とオーガとの間における現像剤の滞留を防止し、これによりトナーの帯電ムラを抑制して画質を安定させるという提案がなされている（特許文献１参照）。
特開平６−３３７５９０号公報

しかしながら、上述のタイプの画像形成装置では、近年要求されているコンパクト化に対応するために現像剤撹拌室の大きさが制限されていることで、高密度の画像形成が連続した場合には、現像剤撹拌室へ補給したばかりのトナーの電位を短時間で所定の電位にまで引き上げて現像に回す必要があるものの、低帯電量のトナーは、現像剤上面でトナー同士で凝集する傾向にあり、上記提案のような塊状物では、画質の安定化に対する寄与度は低い。

本発明は、上記事情に鑑み、画質の安定化が図られた画像形成装置、および、この画像形成装置に好適な現像器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の現像器は、
トナーとキャリアとを含む現像剤を収容し現像剤で、像保持体上の静電潜像を現像する現像器であって、
トナーの供給を受ける供給口を有し、トナーとキャリアとを含む現像剤を収容して撹拌する撹拌室と、
上記撹拌室に収容されこの撹拌室内のキャリアよりも密度が小さく該撹拌室内の現像剤上に浮遊してトナーの凝集を低減する部材とを備えたことを特徴とする。

本発明の現像器では、撹拌により波打つ現像剤上面をキャリアよりも密度が小さい部材が現像剤中に沈みにくい状態で移動することから、現像剤上面に凝集するトナーとの干渉によりこれらを破壊し凝集を低減することができる。したがって、本発明の現像器によれば、この破壊により、トナーに現像剤中のキャリアとの接触機会を増加し、これらの摩擦帯電を促すことができる。したがって、本発明の現像器によれば、画質の安定化に寄与することができる。

ここで、上記トナー供給口が、上記撹拌室内床面に沿って設けられていることが好ましい。

上記トナー供給口が、上記撹拌室内床面に沿って設けられていると、トナー供給口が撹拌室の天井面などにある場合に比べ、現像剤中のキャリアとの接触回数が多いことから、低帯電トナーの発生を抑えることができる。

また、上記撹拌室内の現像剤を撹拌しながら循環移動させるオーガを備えることも好ましい態様である。

上記撹拌室内に、現像剤を撹拌しながら循環移動させるオーガを備えると、現像剤を確実に撹拌でき、画質をより一層安定化させることができる。

ここで、上記現像器が、トナーと磁性キャリアとからなる現像剤を、磁石を内蔵した現像ロールに保持させ、保持させた現像剤の中のトナーで静電潜像を現像するものであって、
上記部材が、非磁性のものであることも好ましい。

上記部材を非磁性のものにすると、その部材が現像ロールに引きつけられることによる、凝集低帯電トナーの分解性能の低下を防止することができる。

上記目的を達成するための本発明の画像形成装置は、
像保持体上に静電潜像を形成しこの静電潜像を現像剤で現像して現像像を得、この現像像を用紙上に転写および定着することによりこの用紙上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
上記像保持体上の静電潜像をトナーで現像する現像器を備え、
この現像器が、
トナーの供給を受ける供給口を有し、トナーとキャリアとを含む現像剤を収容して撹拌する撹拌室と、
トナーを収容しこのトナーを上記収容室に供給するトナー収容室と、
上記撹拌室に収容されこの撹拌室内のキャリアよりも密度が小さく該撹拌室内の現像剤上に浮遊してトナーの凝集を低減する部材とを備えたものであることを特徴とする。

本発明によれば、画質の安定化が図られた画像形成装置、および、この画像形成装置に好適な現像器を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の現像器の一実施形態を含む、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。

図１に示すプリンタ１は、帯電器１１により所定の電荷が付与された、矢印Ａ方向に回転する感光体１０の表面に、送信されてきた画像データに基づいて露光器１２で生成した露光光を照射することで形成した静電潜像を現像器１３に収容した、トナーと磁性キャリアとからなる現像剤の中のトナーで現像し、この現像により得られたトナー像を、用紙トレイ１６から用紙搬送装置１６ａにより引き出され矢印Ｂ方向に搬送されてきた記録用紙上に転写器１４によって転写し、定着器１５により定着することにより記録用紙上に画像を形成するモノクロ画像専用機である。尚、本発明の現像器は、モノクロ画像専用機ではなくカラー画像機に適用されるものであってもよい。

図２は、図１に示す現像器の上面からの透視図である。

図２に示す現像器１３は、トナーと磁性キャリアとからなる現像剤を撹拌する、回転方向はそれぞれ同じで搬送方向が矢印に示すように互い違いの２本の第１オーガ１３１と、これら２本の第１オーガ１３１を回転自在に軸支し、第１オーガ１３１の両端部を除きこれら２本の第１オーガ１３１の間を仕切る仕切板１３２１が備えられた現像剤撹拌室１３２と、現像材撹拌室１３２で撹拌された現像剤を磁力で吸着する現像ロール１３３と、現像剤撹拌室１３２に隣接配置され、現像剤撹拌室１３２へ供給するトナーを収容するトナー収容室１３０とを有している。

現像材撹拌室１３２とトナー供給室１３０との間の隔壁１３４の中央底部には、トナー供給室１３０に収容されているトナーを現像剤撹拌室１３２に送り込むためのトナー供給口１３ａが設けられている。

トナー供給室１３０から現像剤撹拌室１３２へのこのトナー供給口１３ａを通じてのトナー供給は、トナー供給室内に、トナー供給口１３ａを挟んで隔壁１３４沿って直列に配備された２本の第２オーガ１３０１それぞれがトナー供給室内に収容されているトナーをトナー供給口１３ａ側にそれぞれ抽送することにより行われる。

図３は、図２に示すＡ−ＡおよびＢ−Ｂについての断面図である。

図３（ａ）には、図２のＡ−Ａ断面が示され、現像ロール１３３、第１撹拌オーガ１３１、および第２オーガ１３０１の断面が示されている。図３（ｂ）には、図２に示すＢ−Ｂ断面が示されており、ここには、トナー供給口１３ａが示されている。また、図３に示す現像ロール１３３は、感光体１０の近傍に配備されて矢印Ｃ方向に回転する中空円筒形状の現像スリーブ１３３１と、現像スリーブ１３３１の内部に、現像スリーブ１３３１とは独立に固定された、現像スリーブ１３３１の周回方向に複数の磁極が配列されたマグネットロール１３３２とで構成されたものである。現像スリーブ１３３１は、トナーとキャリアとからなる現像剤を回転しながら保持して、感光体１０との間に形成された現像領域に現像剤を搬送し、キャリアとの撹拌により帯電しキャリアに静電的に付着していたトナーは、感光体１０と現像ロール１３３との間に設けられた電位差により感光体表面に形成されている静電潜像側に付着しトナー像が形成される。

図３に示す制御部１３７には、現像剤撹拌室１３２の底部に配備された透磁率センサ１３８からの信号が送信されるようになっており、制御部１３７は、透磁率センサ１３８から送信された信号を受信し、現像剤中のトナー濃度を一定に保つように、適宜、第２オーガ１３０１に回転指示を出してトナーを現像剤撹拌室１３２に送り込んでいる。

さらに、図３には、現像剤撹拌室１３２内に収容されている現像剤の上面にナイロン製の塊状物１３９が浮遊している様子が示されており、第１オーガ１３１による撹拌により波打つ現像剤上をこの塊状物１３９が現像剤中に沈まずに浮遊することで、現像剤上面に凝集する低帯電トナーをこれらとの衝突により分解する。つまり、本実施形態の現像器１３では、凝集低帯電トナーを分解することで、これら低帯電トナーにキャリアとの接触機会を与え、これらの摩擦帯電を促すことができる。したがって、本実施形態の現像器１３によれば、本実施形態のプリンタ１における画像品質の安定化に寄与することができる。

このプリンタ１において行った実験について説明する。尚、キャリア、キャリアよりも密度が小さい部材の密度は、ＪＩＳ Ｋ００６１-１９９２に記載の方法によって行った。

また、この実験は、現像剤撹拌室内に、全体として７０ｇでその内トナー重量が５ｇ（重量％は約７％）の、体積平均粒径３５μｍのフェライトキャリア(密度は３.８ｇ/ｃｍ^２)と体積平均粒径６μｍのトナーとからなる現像剤を収容し、これに、粒径が１．５ｍｍから２ｍｍのナイロン製の塊状物(密度は１.２ｇ/ｃｍ^２)１３９を混入した場合と混入しなかった場合とのそれぞれについて、温度３５℃、湿度８５％の環境下で、Ａ４用紙（富士ゼロックスオフィスサプライ社製、Ｐ紙）を用いて、１００％ベタ画像を５００枚プリントした後に、ハーフトーン３０％画像を連続１０枚プリントし、この１０枚のプリント画像中の色スジの有無を評価したものである。尚、ハーフトーン画像とは１インチ平方当り１５０個の網点で形成された画像を表す。

塊状物１３９を混入している場合には、色スジの発生は見られないものの、塊状物１３９を混入していない場合には、ハーフトーン３０％画像１０枚中、１０枚に色スジが発生した。以上の実験結果から、本実施形態の現像器１３を備えた、本実施形態のプリンタ１によれば、画質の安定化が図れることが証明された。尚、この実験に使用した現像剤の嵩密度は、２ｇ／ｃｃであり、塊状物１３９の嵩密度は１．５／ｃｃであった。現像剤の嵩密度は、ホソカワミクロン社製のパウダーテスタを用い、このパウダーテスタの漏斗上に目開き１０６μｍの網を載せ、現像剤を４００ｇ投入し、内容積約２５ｃｃ、内径約３０ｍｍの円筒形容器内に振動強度５．５で振動落下させ、１分間静置した後測定した。また、塊状物１３９の嵩密度は、パウダーテスタの漏斗上に目開き２．５ｍｍの網を載せ、塊状物１３９を４００ｇ投入し、内容積約２５ｃｃ、内径約３０ｍｍの円筒形容器内に振動強度５．５で振動落下させ、１分間静置した後測定した。

尚、以上に説明した実施形態では、トナー供給口１３ａの位置を、現像剤撹拌室１３２の底部に設けた場合を例に挙げたが、この位置に限るものではなく、また、現像剤撹拌室１３２に内蔵されている第１オーガ１３１が、現像剤撹拌室内の現像剤を循環移動させるものに限るものでもない。

本発明の現像器の一実施形態を含む、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。 図１に示す現像器の上面からの透視図である。 図２に示すＡ−ＡおよびＢ−Ｂについての断面図である。

符号の説明

１ プリンタ
１３ 現像器
１３ａ トナー供給口
１３０ トナー供給室
１３０１ 第２オーガ
１３１ 第１オーガ
１３２ 現像剤撹拌室
１３２１ 仕切板
１３３ 現像ロール
１３３１ 現像スリーブ
１３３２ マグネットロール
１３４ 隔壁
１３７ 制御部
１３８ 透磁率センサ
１３９ 塊状物

Claims (5)

1. トナーとキャリアとを含む現像剤を収容し現像剤で、像保持体上の静電潜像を現像する現像器であって、
   トナーの供給を受ける供給口を有し、トナーとキャリアとを含む現像剤を収容して撹拌する撹拌室と、
   前記撹拌室に収容され該撹拌室内のキャリアよりも密度が小さく該撹拌室内の現像剤上に浮遊してトナーの凝集を低減する部材とを備えたことを特徴とする現像器。
2. 前記トナー供給口が、前記撹拌室内床面に沿って設けられていることを特徴とする請求項１記載の現像器。
3. 前記撹拌室内の現像剤を撹拌しながら循環移動させるオーガを備えたことを特徴とする請求項１記載の現像器。
4. 前記現像器が、トナーと磁性キャリアとからなる現像剤を、磁石を内蔵した現像ロールに保持させ、保持させた現像剤の中のトナーで前記静電潜像を現像するものであって、
   前記部材が、非磁性のものであることを特徴とする請求項１記載の現像器。
5. 像保持体上に静電潜像を形成し該静電潜像を現像剤で現像して現像像を得、該現像像を用紙上に転写および定着することにより該用紙上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
   前記像保持体上の静電潜像をトナーで現像する現像器を備え、
   該現像器が、
   トナーの供給を受ける供給口を有し、トナーとキャリアとを含む現像剤を収容して撹拌する撹拌室と、
   トナーを収容し該トナーを前記収容室に供給するトナー収容室と、
   前記撹拌室に収容され該撹拌室内のキャリアよりも密度が小さく該撹拌室内の現像剤上に浮遊してトナーの凝集を低減する部材とを備えたものであることを特徴とする画像形成装置。

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