JPH05241445A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JPH05241445A
JPH05241445A JP4078377A JP7837792A JPH05241445A JP H05241445 A JPH05241445 A JP H05241445A JP 4078377 A JP4078377 A JP 4078377A JP 7837792 A JP7837792 A JP 7837792A JP H05241445 A JPH05241445 A JP H05241445A
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JP
Japan
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carrier
toner
developing
image
image forming
Prior art date
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Pending
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JP4078377A
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English (en)
Inventor
Masayuki Tone
昌幸 利根
Tatsuji Imoo
龍士 芋生
Hisashi Koudaka
寿 向高
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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  • Electrophotography Using Other Than Carlson'S Method (AREA)
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  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、二成分現像剤を用いた場合でも劣
化したキャリアが現像容器内に滞留する事なく、これに
より現像容器自体の大幅な寿命増大を図りフリーメイン
テナンス化を可能にした画像形成装置を提供することを
目的とする。 【構成】 二成分現像剤を用いた電子写真用画像形成装
置において、前記キャリアに画像定着可能なバインダ樹
脂中に磁性体を分散し、その平均粒子径をトナー平均粒
子径の略1〜5倍に設定したキャリアを用いると共に、
前記現像容器に適宜トナーを補給するトナー補給容器内
にトナーとともに所定割合のキャリアを混合してなる画
像形成装置

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は二成分現像剤が貯溜され
た現像容器よりトナーとともにキャリアを現像位置に導
きながら感光体に担持した潜像若しくは非潜像の現像を
行なう画像形成装置に係り、特に現像位置と対面する感
光体背面側に露光手段を配設し、露光とほぼ同時若しく
はその直後に現像を行なう、いわゆる背面露光現像装置
に好適に用いられる画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より例えば透光性支持体上に透光性
導電層と光導電体層を積層してなる感光体ドラム内に、
画像情報に対応した光出力を生成する露光手段を内挿
し、該露光手段の光出力を集束化して前記光導電体層に
潜像を結像すると同時若しくはその直後に前記感光体ド
ラムと対面配置させたトナー担持体を介して前記潜像を
可視像(トナー像)化した後、該トナー像を転写ローラ
その他の転写手段を介して普通紙に転写可能に構成した
画像形成装置は公知である。(特開昭58ー153957号他)
【0003】この種の画像形成装置においては、構成の
一層の簡単化とオゾン発生等の防止、更には地かぶりの
防止を図る為に、独立した帯電器を設けずに前記感光体
ドラムと対峙して配置された現像スリーブ上に導電性磁
性トナーを担持させるとともに、スリーブに内包した固
定磁極その他のを磁気力を利用していわゆる磁気ブラシ
状のトナー摺擦域を現像位置直前位置に設け、該摺擦域
により感光体ドラム表面を摺擦しながら現像スリーブ側
に印加した現像バイアスを利用して前記摺擦域を介して
前記ドラムの光導電層に電荷を注入しての帯電を行なっ
た後、該帯電の直後に該ドラムに内包された露光手段を
利用して露光像を結像すると共に現像を行ない、所定の
画像形成を行なうように構成している。
【0004】従って前記装置に使用するトナーは現像ス
リーブ側より電荷注入を行なうために導電性トナーであ
る事が前提となるが、導電性トナーを用いると、露光後
に行なわれるトナー摺擦により感光体表面に電荷が再注
入されて再帯電が生じ、いわゆる地かぶりや印字濃度の
低下更にはだれ等が生じやすい。かかる欠点を防止する
には、前記現像剤に導電性トナーを用いずに、絶縁トナ
ーを用いるのが好ましいが、絶縁トナーを用いると現像
バイアスから電荷注入という帯電工程が取れず、摩擦帯
電のみになってしまい、円滑な帯電が困難になってしま
う。
【0005】かかる欠点を解消するために、導電性キャ
リアと絶縁性トナーの組合せからなる二成分現像剤を用
い、前記トナーと共に前記導電性キャリアを現像位置に
導き、該キャリアを介して電荷注入を行ないながら感光
体ドラム側の潜像若しくは非潜像部にトナーを現像させ
るものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらかかる従
来技術においては、前記キャリアが現像位置で絶えず摺
擦されながら、現像容器側に戻るために、前記摺擦の繰
り返しによりキャリアにトナーが付着し、又キャリア粒
子自体の破損等によりキャリア劣化が生じ易い。而もト
ナーは現像により消費の都度トナー容器側よりフレッシ
ュトナーが補給されるも、キャリアは常に滞留し、この
為前記キャリアの劣化が即現像容器の寿命につながり、
メインテナンスコストが大になりやすい。特に現像容器
を含む現像ユニットは機構的に劣化する度合いが軽微で
あり、キャリアの劣化のみでユニット交換を行なうのは
省資源の面で極めて問題である。
【0007】本発明はかかる問題点に鑑み、前記した二
成分現像剤を用いた場合でも劣化したキャリアが現像容
器内に滞留する事なく、これにより現像ユニット自体の
大幅な寿命増大を図りフリーメインテナンス化を可能に
した画像形成装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決する為の手段】本発明は前記現像剤摺擦域
上で劣化したキャリアはそのまま現像容器側に戻す事な
く、そのままトナーと共に前記潜像部若しくは非潜像部
に付着させ、該キャリアをトナーとしての機能も合わせ
もたせようとするものである。その為に本発明は、画像
定着可能なバインダ樹脂中に磁性体を分散し、その平均
粒子径をトナー平均粒子径の略1〜5倍に設定したキャ
リアを用いた事を第一の特徴とする。かかるキャリアに
よれば、トナー平均粒子径に対し略1〜5倍であるため
に普通紙側に転写しても画像の乱れが生じる事なく、而
もその主成分がバインダ樹脂であるために、熱定着や圧
力定着により容易に画像定着がなされる。又前記バイン
ダ樹脂中には磁性粉が分散されているために、キャリア
としての機能も果す。
【0009】この場合前記キャリアは、劣化の都度消費
された方が好ましく、そこで本発明はバインダ樹脂表面
に導電性微粒子を固着し、該導電性微粒子が剥離し高抵
抗化した場合にキャリア消費がなされるように構成する
のがよい。さて前記の様にキャリア消費が行なわれる
と、現像容器側に戻入されるトナーの量が必然的に少な
くなり、これに対応して前記現像容器側ではトナーを適
宜補給しながら現像剤を常に所定濃度に維持している
が、その濃度比の基礎となるべきキャリアが少なくなる
事が現像剤の絶対量がこれに比例して減少し、最終的に
は現像位置側への円滑な現像剤供給に支障をきたす事と
なる。
【0010】そこで本発明の第2の特徴は、前記現像容
器に適宜トナーを補給するトナー補給容器内にトナーと
ともに所定割合のキャリア、より具体的には前記現像位
置で感光体側に消費されるトナー/キャリアの平均消費
率とほぼ同一に設定した混合比で前記トナー補給容器内
にトナー/キャリアを収納させた事になる。尚、本発明
は前記現像位置と対面する感光体背面側に露光手段を配
設した背面露光現像装置に好適に用いられるものである
が、これのみに限定される事なく、二成分現像剤を用い
るものであればカールソン方式の電子写真装置にも適用
可能である。
【0011】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を例示
的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている
構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に
特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図1
は本発明の実施例にかかるプリンタの構成を示す概略図
である。。1はLEDユニット3を内挿した感光体ドラ
ムで、その回転方向に沿って現像ユニット2に組込まれ
た現像スリーブ20、転写ローラ4が配設されていると
共に、前記感光体ドラム1と転写ローラ4間の接線方向
に沿って上流側より、給紙カセット5、紙検知センサ
6、レジストローラ7、及び転写ローラ4を挟んで定着
ローラ8が配設されている。
【0012】次に本発明の要部たる感光体ドラム1と現
像ユニット2の構成を中心に詳細に説明する。先ず感光
体ドラム1はドラム状の透光性支持体1a上に透光性導
電層bと光導電体層1cを積層して形成するとともに、
前記透光性導電層1bを接地させ、後記する現像スリー
ブ20間に現像バイアスを印加させるとともに、不図示
の駆動モ−タにより右回り方向に回転可能に構成してい
る。一方前記ドラム1を挟んで現像スリーブ20と対面
するドラム1内周面側にLEDユニット3が固定配置さ
れている。
【0013】LEDユニット3は、画像情報に対応した
光出力を生成するLEDヘッドアレイと集束性レンズ
(商品名:セルフォックレンズ)で形成し、前記ドラム
1と現像スリーブ20の最近接位置より僅かにドラム1
回転方向上流側の光導電体層1cに結像可能に構成して
いる。
【0014】現像ユニット2は、キャリアと磁性トナー
が所定混合比で収納された現像容器21とその上方に取
り付けられたトナー補給容器30からなる。そして現像
容器21は、感光体ドラム1と対面する図上左下方を円
弧状に凹設しつつ開口し、該開口部上方に、固定磁石集
成体23が内包された現像スリーブ20を左回りに回転
可能に軸支させるとともに、該現像スリーブ20回転方
向上流側の容器垂直壁にドクタブレード24を取り付
け、層厚規制可能に構成している。又現像容器21のほ
ぼ中央部には一対の攪拌部材25を並設し、後記するト
ナー補給ローラ31より現像容器21内に補給されたト
ナーをキャリア11とともに攪拌可能に構成している。
尚、攪拌部材25は、回転軸の周囲に軸方向全域に亙っ
て延設する4本の棒状磁石が極性を交互に異ならせて周
設させているが、これのみに限定されない。
【0015】一方前記一の攪拌部材25上方のトナー補
給容器30中央底部に、ドラム軸と平行に延設するスリ
ット開口31を設け、該スリット開口31にスポンジが
包被されたトナー補給ローラ32を回転自在に取付け、
現像容器21側のセンサ26よりの信号に基づいて現像
容器21内のトナー/キャリア配合比(トナー濃度)が
低下する毎に前記補給ローラ32が回転し、常に適正濃
度比に維持されるよう構成されている。
【0016】そして前記補給容器30には攪拌部材35
を並設するとともに上面側に開閉可能な開口部33を設
け、該開口部33よりキャリア11が所定混合比で混合
されたトナーを供給可能に構成している。(前記供給は
一般にトナーカートリッジにより行なわれる。)尚、前
記キャリア11の混合比は後記するように現像位置にお
けるキャリア消費量によって定まるが、一般にはトナー
が95〜96%に対し、キャリアが4〜5%前後の割合
に設定される。
【0017】次に現像剤の組成について説明する。図2
は本実施例の現像剤に用いるキャリアの実施例を示す模
式図であり、磁性体15がバインダー樹脂中に均一に分
散されてなるキャリア母粒子13の表面に導電性微粒子
17が固定されてキャリア11が構成されている。キャ
リア11は、体積固有抵抗が108〜104・Ω・cm前
後、磁力は55〜80emu/g、平均粒度は15〜5
0μmと、トナー粒度の1〜5倍程度、真密度は、3.
0〜4.5g/cm3に設定している。尚、導電性微粒
子17としては、カーボンブラック、酸化スズ、導電性
酸化チタン(酸化チタンに導電性材料をコーティングし
たもの)、炭化ケイ素などが用いられ、空気中の酸素に
よる酸化によって導電性を失なわないものが望ましく、
該導電性微粒子17は、キャリア母粒子13中に完全に
埋設されるのではなく、その一部をキャリア母粒子13
から突き出すようにして固定される。
【0018】このようにキャリア11の表面に導電性微
粒子17を固定することにより、効率的にキャリア11
に高い導電性を付与できる。また、キャリア母粒子13
中には導電性微粒子17を配合する必要がないので、そ
れだけ多くの磁性体15をキャリア母粒子13中に配合
でき、キャリア11の磁力を大きくすることができる。
【0019】一方、トナーとしては通常の絶縁性トナー
が用いられ、好ましくは体積固有抵抗が1014Ω・cm
以上のものであり、より好ましくは1016Ω・cm以上
のものを用いる。そして前記キャリアとトナーとを所定
混合比で混合したものを現像容器21内に前もって収納
しておくが、その混合比は一般にキャリアが80〜90
%、トナー10〜20%程度に設定される。
【0020】次にかかる実施例の動作について説明す
る。先ず、電源ONして初期チェックを行なってプリン
ト動作が開始されると、感光体ドラム1とともに、現像
ユニット2側の攪拌部材25とともに、現像スリーブ2
0が回転し、と同時に前記センサ26によりトナー濃度
チェックを行なう。そして前記現像スリーブ20の回転
によりドラム1との間にキャリアとトナーを導き、現像
剤摺擦域10を形成した後、該摺擦域10を介してドラ
ム1側に流れる流入電流をチェックして問題がなけれ
ば、前記給紙カセット5より導き出された転写紙をレジ
ストローラ7入口端に一旦待機させた後、前記LEDユ
ニット3により感光体ドラム1の光導電体層1cに潜像
を露光すると同時若しくはその直後に前記感光体ドラム
1と対面配置させた現像スリーブ20を介して前記潜像
を可視像(トナー像)化する。
【0021】そして前記トナー像始端と同期させてレジ
ストローラ7を回転させて転写位置に転写紙を導き、該
トナー像を転写ローラ4を介して転写紙に転写した後、
搬送ガイド9を介して定着ローラ8に挿通させる事によ
り画像定着が行なわれる訳であるが、前記現像剤の摺擦
によりキャリア母粒子13の表面に付着している導電性
微粒子17が剥離し、該キャリア11が高抵抗化すると
トナーと共に感光体ドラム1側に付着してトナー像の一
部を形成し、前記定着ローラ8により画像定着がなされ
る。そして前記現像の繰り返しにより、前記現像容器2
1のトナーが規定濃度以下になった際にトナー補給容器
30からトナー補給ローラ32が回転することによりト
ナーが補給されるが、トナー補給容器30側には前記消
費される割合とほぼ合致する割合のキャリア11が混合
されている為に現像容器21内のキャリア11の総容量
が減少する事はなく、常に一定量に維持できる。
【0022】
【効果】以上記載した如く本発明によれば、劣化したキ
ャリアがトナーの一部として転写紙側に消費され、常に
フレッシュのキャリアが現像容器側に貯溜されるため
に、現像ユニット自体の大幅な耐久性の向上とともにそ
の分定期交換の回数が大幅に低下し、省資源と共にフリ
ーメインテナンス化を可能にする。又前記キャリアは感
光体ドラム側に消費されても画像形成上何の問題が生じ
る恐れがない。又現像位置にあるキャリアは常にフレッ
シュのキャリアとなるために、特に背面露光現像装置に
おいてドラム側への電荷の注入を円滑に行なう事が出
来、ID濃度の高い画像形成が可能となる。等の種々の
著効を有す。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例にかかる画像形成装置の全体構
成図。
【図2】現像剤を構成する導電性キャリアの組成図。
【符号の説明】
1 感光体 20 現像スリーブ 3 LEDユニット 10 現像剤摺擦域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03G 15/00 115 15/08 115 9222−2H

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 二成分現像剤が貯溜された現像容器より
    トナーとともにキャリアを現像位置に導きながら感光体
    に担持した潜像若しくは非潜像の現像を行なう画像形成
    装置において、前記キャリアに画像定着可能なバインダ
    樹脂中に磁性体を分散し、その平均粒子径をトナー平均
    粒子径の略1〜5倍に設定したキャリアを用いると共
    に、前記現像容器に適宜トナーを補給するトナー補給容
    器内にトナーとともに所定割合のキャリアを混合してな
    る画像形成装置
  2. 【請求項2】 前記トナー補給容器内のトナー/キャリ
    アの混合比を、前記現像位置で感光体側に消費されるト
    ナー/キャリアの平均消費率とほぼ同一に設定した請求
    項1記載の画像形成装置
  3. 【請求項3】 前記現像位置と対面する感光体背面側に
    露光手段を配設し、露光とほぼ同時若しくはその直後に
    現像を行なうように構成した請求項2記載の画像形成装
  4. 【請求項4】 前記現像剤が、バインダ樹脂中に磁性体
    を分散した粒子の表面に導電性微粒子を固着して形成し
    たキャリアと、高抵抗若しくは絶縁性トナーからなる二
    成分現像剤である請求項1記載の画像形成装置
JP4078377A 1992-02-28 1992-02-28 画像形成装置 Pending JPH05241445A (ja)

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JP4078377A JPH05241445A (ja) 1992-02-28 1992-02-28 画像形成装置

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JP4078377A JPH05241445A (ja) 1992-02-28 1992-02-28 画像形成装置

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ID=13660332

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JP4078377A Pending JPH05241445A (ja) 1992-02-28 1992-02-28 画像形成装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006250960A (ja) * 2005-03-07 2006-09-21 Canon Inc 現像装置及び画像形成装置
US8213833B2 (en) 2007-01-15 2012-07-03 Ricoh Company, Ltd. Image forming apparatus, process cartridge, image forming method and developer for electrophotography

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