JPH1130911A - 二成分現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 二成分現像装置において、帯電しにくいか、
あるいは未帯電トナーとして振る舞う可能性の高いリサ
イクルトナーを適正に帯電させ得るようにする。 【解決手段】 現像工程終了後、現像剤担持体５から剤
離れした現像剤のみを回収し、その現像剤を第一撹拌軸
２まで撹拌搬送できる通路を別途設け、かつ感光体ロー
ル６より回収したリサイクルトナーをこの現像剤に混合
する。現像工程終了後の現像剤の回収は、磁気的拘束か
ら逃れた現像剤と次期現像工程に入る現像剤を、第二撹
拌軸３と現像剤回収搬送軸８との間に設けた仕切り１３
で仕切ることによって行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法を用い
た複写機、ファクシミリ、プリンタ等に用いられる二成
分現像剤を用いた現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】電子写
真法を用いた複写機等では、トナーを補給後も濃度にム
ラがなく、地肌汚れのない均一感の高い画像を提供する
ことが目的の一つとして挙げられ、二成分現像方式を用
いる場合において、地肌汚れや濃度ムラのない均一な画
像を得るためには、トナーを適正に帯電させることが必
須条件である。トナーを適正に帯電させるための条件と
しては、十分な撹拌機構をもった現像ユニットを提供す
ること、及び経時変化や環境変動に対しても安定した帯
電特性を示す現像剤を開発することが望まれる。

【０００３】技術の進歩によりトナーの帯電能力が向上
し、また帯電量分布も適正化がなされてきており、現像
ユニットも十分な撹拌能力を保有し、均一感の高い画像
を提供するのに貢献している。しかしながら、地肌部分
の汚れが発生する等の問題は完全に解消されてはいな
い。その原因として考えられるものの一つとして、環境
への配慮及びトナーの効率的供給等の目的から近年頻繁
に使用されるリサイクルトナーがある。

【０００４】トナーリサイクル機構は、転写工程後の感
光体上の残留トナーをクリーニングブレード等のクリー
ニング手段により回収し、この回収したトナーをもう一
度現像に使用するものである。ところが、リサイクルト
ナーは、現像剤に標準的に含まれているトナーと異なっ
た特性を示す可能性が高い。その理由としては、クリー
ニングブレードとの摩擦によるトナーの変形や、崩壊、
またトナー表面に付着する種々の添加剤の脱離などが考
えられる。

【０００５】トナー粒径は、トナーの特性を左右するも
っとも重要な要因の一つとして考えることができる。ト
ナーがクリーニングブレードとの摩擦により粉砕される
ことによって、トナーの帯電量に変化が生じる。一般的
に言うと、リサイクルされたトナーはキャリアと正常に
摩擦帯電する能力が低く、ごく弱い結合力でキャリアに
付着しているか、あるいはキャリアと付着せずにトナー
単体として存在している。これらのトナーはキャリアか
らの拘束力が弱いため（場合によっては未帯電トナーと
なる可能性がある。）、トナー飛散を起こしたり、また
感光体表面に付着し地肌汚れなどの画像品質を劣化させ
る現象を引き起こす。

【０００６】また、ブレードとの摩擦により各種添加剤
がはがれ落ちたトナーは流動性が著しく低下しているこ
とが考えられ、それによりトナー濃度の偏りや凝集等が
起こり、出力画像にムラを発生させたり、文字部などに
虫食い現象を起こさせたりする。

【０００７】ところで、トナーリサイクルに関する従来
の技術としては、転写残トナーをクリーニングにより回
収し、それを現像工程に返還する撹拌搬送用通路を設置
し、トナーリサイクルを行っているもの、例えば特開平
５−２４９８２４号公報、特開平５−２４９８２８号公
報及び特開平８−１１４９８４号公報に開示の技術があ
る。特開平５−２４９８２４号公報及び特開平５−２４
９８２８号公報に開示の技術は、両者ともにリサイクル
トナーを現像剤撹拌部材の近傍まで搬送し、そこで現像
剤に混合し、撹拌するという方法でリサイクルを行って
いる。しかしながら、リサイクルトナーは上記した理由
によりキャリア粒子と摩擦帯電しにくいため、結果的に
未帯電トナーや弱帯電トナーを発生させ、画像品質を劣
化させてしまうという問題が残る。現像剤撹拌軸の近傍
にある現像剤は、例えばトナー補給直後であればキャリ
ア粒子表面が補給トナーでほとんど覆われており、リサ
イクルトナーは帯電できずに未帯電トナーとなってしま
う。また、リサイクルトナーがキャリアとの摩擦により
帯電したとしても、キャリア粒子表面を覆った新規トナ
ー上にリサイクルトナーが付着するため、非常に不安定
な状態となり、現像時には磁気ブラシの回転によってト
ナー飛散したり、感光体表面に付着して地肌汚れを引き
起こす可能性が非常に高い。また特開平８−１１４９８
４号公報に開示の技術は、リサイクルトナーの搬送途中
に電界を形成させて潤滑力の低下した凝集トナーを除去
しようというものである。しかしながら、この技術にお
いても、リサイクルトナーを現像剤に混合する場所は撹
拌軸近傍であり、上記と同様にキャリア粒子に適正に付
着し帯電することは難しいと考えられる。

【０００８】そこで本発明は、従来では帯電しにくい
か、あるいは未帯電トナーとして振る舞う可能性の高か
ったリサイクルトナーを適正に帯電させ得る二成分現像
装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の二成分現像装置
のうち請求項１に係るものは、上記目的を達成するため
に、現像剤担持体上に磁性キャリアとトナーにより磁気
ブラシを形成し、転写後潜像担持体上に残留したトナー
を回収して撹拌及び搬送してリサイクルを行う手段を有
する二成分現像装置において、現像工程が終了し、上記
現像剤担持体より離れた現像剤のみを回収しかつリサイ
クルトナーを現像剤に混合して撹拌、搬送する手段を有
することを特徴とする。

【００１０】同請求項２に係るものは、上記目的を達成
するために、新規補給トナーを上記現像工程終了後の現
像剤に補給する手段を有することを特徴とする。

【００１１】同請求項３に係るものは、上記目的を達成
するために、トナー濃度センサーを上記現像工程終了後
の現像剤用通路に設置することを特徴とする。

【００１２】同請求項４に係るものは、上記目的を達成
するために、複数の撹拌、搬送用のスクリュを有し、各
スクリュの搬送量を同じとしたことを特徴とする。

【００１３】同請求項５に係るものは、上記目的を達成
するために、リサイクルトナーを現像剤に混合する前に
メッシュを通過させることを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施形態を示す現
像装置の概略断面図であり、図２は平面断面図である。
この図１において、１は現像装置のハウジング、２は第
一回転撹拌軸、３は第二回転撹拌軸、４は層厚規制部
材、５は現像剤担持体、６は感光体ロール、７は仕切り
板、８は現像剤回収搬送軸、９はトナー及び現像剤リサ
イクル軸、１０はリサイクルトナー、１１は二成分現像
剤、１２はクリーニングブレード、１３は現像前後の現
像剤を仕切る仕切り板、１４はリサイクルトナー回収撹
拌軸をそれぞれ示している。第一、第二回転撹拌軸２、
３、現像剤担持体５、現像剤回収搬送軸８及び感光体ロ
ール６はハウジング１に対して平行に配列してあり、そ
れぞれ独立に回転可能な機構を有する。また現像剤担持
体５は、内部に磁極を固定し、その周囲に円筒状の非磁
性スリーブを回転させる方式で構成してある。

【００１５】この二成分現像装置の基本的な現像工程を
以下に述べる。まず、ハウジング１に貯留した二成分現
像剤１１を、第一撹拌軸２及び第二撹拌軸３により撹拌
しながら搬送する。このとき二成分現像剤１１中のトナ
ーは、キャリアとの摩擦により所定の帯電量に帯電し、
キャリア粒子表面に付着する。次に、十分電荷を帯びた
トナー粒子は現像剤担持体５側に移動し、現像剤担持体
５中の磁極により非磁性スリーブ上に付着する。第一撹
拌回転軸２及び第二撹拌回転軸３による二成分現像剤１
１の搬送方向は、互いに逆方向に二成分現像剤１１を搬
送するように回転方向を設定してある。

【００１６】次に現像剤担持体５に搬送された二成分現
像剤１１を、現像剤担持体５内部の磁極により非磁性ス
リーブ表面に吸着した後、層厚規制部材４で層厚を一定
に制御し、磁気ブラシ（穂立ち）を形成する。その後、
現像剤担持体５上に形成した磁気ブラシを現像材担持体
５の回転によって感光体ロール６と対面する位置に回転
しながら搬送する。その際、現像剤担持体５に印加した
現像バイアス電圧により、感光体ロール６と現像剤担持
体５の間に静電界が形成され、それによってトナー粒子
を感光体ロール６上に記録されている静電潜像に引き付
け、現像工程を行う。

【００１７】現像工程終了後、転写を行い、感光体ロー
ル６上に残留した転写残トナーをクリーニングブレード
１２によって感光体ロール６から回収し、リサイクルト
ナー１０として次期現像に使用する。

【００１８】本実施形態では、現像工程終了後、現像剤
担持体５から剤離れした現像剤のみを回収し、その現像
剤を第一撹拌軸２まで撹拌搬送できる通路を別途設け、
かつ感光体ロール６より回収したリサイクルトナー１０
をこの現像剤に混合する。現像工程終了後の現像剤の回
収は、例えば図３に示すように、磁気的拘束から逃れた
現像剤と次期現像工程に入る現像剤を、第二撹拌軸３と
現像剤回収搬送軸８との間に設けた仕切り１３（あるい
はブレード等）で仕切ることによって行う。

【００１９】即ち、現像剤担持体５上に磁気力により付
着した磁気ブラシは、現像工程終了後に磁気的拘束から
逃がして剤離れさせてハウジング１に戻す。この戻した
現像剤が撹拌により拡散し、徐々に現像剤の濃度を低下
させるが、この現像剤が通過する通路を別途に設けてい
るため、トナー補給量等を的確に把握できる。

【００２０】次にリサイクルトナーの混合場所について
は、既に述べたようにリサイクルトナー１０は感光体ロ
ール６とクリーニングブレード１２との摩擦力等によっ
て著しくストレスを受けており、新規トナーと同一の性
能及び挙動を期待することは難しく、従って現像剤を貯
蔵しているハウジング１内にあるトナー濃度が適正値で
ある現像剤に混合してもキャリアとの摩擦により帯電し
てキャリア粒子表面を覆うことはできず、これも既に述
べたように、このように振る舞う可能性の高いリサイク
ルトナーは結果的にトナー飛散や、地肌部分の汚れを発
生させてしまう。そこで本実施形態では、現像工程を終
了しトナー濃度が低下した現像剤にのみリサイクルトナ
ー１０を混合し、第一撹拌軸２まで到達する過程で撹拌
を行う。このようにすると、従来では帯電しにくいかあ
るいは未帯電トナーとして振る舞う可能性の高かったリ
サイクルトナーを適正に帯電させ、キャリアの拘束下に
置くことが可能になる。

【００２１】そのため図４に示す本発明の第２の実施形
態のように、新規トナーの補給口１５を現像剤担持体５
から離れた位置に設け、ここで現像剤に混合するように
している。即ち、第一撹拌軸２の近傍のトナー濃度が比
較的適正値にある部分に新規トナーを補給した場合、キ
ャリア表面を覆うトナー粒子が既に飽和に近い状態にあ
り、新規補給トナーでさえ適正に帯電しキャリア粒子を
覆うのは困難であり、また同様に、飽和に近い状態の現
像剤に新規トナーを補給した場合、たとえトナーが正規
に帯電してキャリアと付着するとしても、一つのキャリ
ア粒子に対して付着するトナー粒子の個数が絶対的に少
ないため、均一にトナーが分散されるのには、相当の撹
拌時間を要する。このような現象は当然、画像濃度のム
ラを発生させることとなる。そこで、補給口１５から補
給した新規トナーを現像剤担持体５から離れた位置にあ
る現像剤にリサイクルトナーとほぼ同時に混合すること
によって新規補給トナーも確実に帯電させ、キャリア粒
子に付着させる。

【００２２】図５は本発明の第３の実施形態を示す図２
相当の平面断面図である。本実施形態は、トナー濃度セ
ンサー１６を現像工程終了後の現像剤用の通路に設置
し、その情報をもとにトナー補給量を制御するようにし
たものである。従来、トナー濃度センサーは現像剤貯蔵
部である第一撹拌軸２の近傍に設置することが多く、そ
の場合、既に述べたようにトナーが拡散して濃度が均一
になるまでに時間が掛かり、正確な濃度検知が難しかっ
たが、本実施形態の位置にトナー濃度センサー１６を設
置すると、トナー濃度を的確に把握することができる。
またトナー濃度の低い現像剤に集中してトナーを補給す
ることができるようになるため、トナーとキャリアが短
い撹拌時間で均一となり帯電する。さらに図４と同様の
位置にトナー補給口１５を設けると、トナー補給口１５
が現像剤貯留部外であるため、第一撹拌軸２、第二撹拌
軸３を含む現像剤貯留部は常に一定の濃度となる。

【００２３】図６は本発明の第４の実施形態を示す図２
相当の平面断面図である。本実施形態は、リサイクルト
ナーの搬送路の先端部にメッシュ１７を挿入して設けて
ある。回収トナーをリサイクルして用いる場合、紙粉等
の異物が混入していることがあり、出力画像に乱れを生
じさせてしまうことが考えられるが、このメッシュ１７
によって異物が現像工程へ進入することを防止できる。
また、メッシュ１７によってトナーの凝集を緩和するこ
ともでき、これによっても異常画像の発生を防止でき
る。

【００２４】なお以上の各実施形態において、各撹拌軸
２、３の現像剤搬送量を同じにして、現像剤の偏りを防
止するとなおよい。現像剤のバランスを取ることによっ
て、画像濃度を均一にできる。なお現像剤搬送量が同じ
であるとは、各撹拌軸２、３を含む現像剤の通路のある
断面を単位時間に通過する現像剤の量が同じということ
である。もちろん各通路は断面積と軸径が異なるため、
各撹拌搬送軸２、３の回転速度も異なる。

【００２５】

【発明の効果】請求項１に係る二成分現像装置は以上説
明してきたように、感光体等の潜像担持体上にトナーを
付与し、現像工程を終了後、現像スリーブより剤離れし
た現像剤のみを回収し、かつ潜像担持体より回収された
リサイクルトナーに混合するようにしたので、帯電しに
くかったり、未帯電トナーとして振る舞う可能性の高か
ったリサイクルトナーを適正に帯電させ、キャリアの拘
束下に置くことが可能になるという効果がある。

【００２６】請求項２に係る二成分現像装置は以上説明
してきたように、新規トナーの補給口を現像工程終了後
の現像剤に補給するようにしたので、上記共通の効果に
加え、現像剤担持体より離れた現像剤にリサイクルトナ
ーとほぼ同時に混合することができ、新規補給トナーも
確実に帯電させ、キャリア粒子に付着させることができ
るという効果がある。

【００２７】請求項３に係る二成分現像装置は以上説明
してきたように、トナー濃度センサーを現像工程終了後
の現像剤用の通路に設置したので、上記共通の効果に加
え、その情報をもとにトナー補給量を制御でき、従って
トナー濃度を的確に把握することができるようになり、
しかもトナー濃度が低い現像剤に集中してトナーを補給
することができるため、トナーとキャリアが短い撹拌時
間で均一となり帯電するという効果がある。また、トナ
ー補給を現像剤貯留部外で行えば、撹拌軸を含む現像剤
貯留部を常に一定の濃度とすることができるという効果
もある。

【００２８】請求項４に係る二成分現像装置は以上説明
してきたように、複数の撹拌軸の現像剤搬送量を同じに
したので、上記共通の効果に加え、現像剤の偏りを防止
し、現像剤のバランスを取ることによって、画像濃度を
均一にできるという効果がある。

【００２９】請求項５に係る二成分現像装置は以上説明
してきたように、リサイクルトナーを現像剤に混合する
前にメッシュを通過させるので、上記共通の効果に加
え、紙粉等の異物が現像工程へ進入することを防止して
出力画像の乱れを防ぎ、またトナーの凝集を緩和するこ
とができて、これによって異常画像の発生を防止するこ
とができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る現像装置の概略断面
図である。

【図２】同平面断面図である。

【図３】図１の実施形態装置の要部の拡大断面図であ
る。

【図４】本発明の第２の実施形態を示す図２相当の平面
断面図である。

【図５】本発明の第３の実施形態を示す図２相当の平面
断面図である。

【図６】本発明の第４の実施形態を示す図２相当の平面
断面図である。

【符号の説明】

１ 現像装置のハウジング ２ 第一回転撹拌軸 ３ 第二回転撹拌軸 ４ 層厚規制部材 ５ 現像剤担持体 ６ 感光体ロール ７ 仕切り板 ８ 現像剤回収搬送軸 ９ トナー及び現像剤リサイクル軸 １０ リサイクルトナー １１ 二成分現像剤 １２ クリーニングブレード １３ 仕切り板 １４ リサイクルトナー回収撹拌軸 １５ 新規トナーの補給口 １６ トナー濃度センサー １７ メッシュ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤担持体上に磁性キャリアとトナー
   により磁気ブラシを形成し、転写後潜像担持体上に残留
   したトナーを回収して撹拌及び搬送してリサイクルを行
   う手段を有する二成分現像装置において、現像工程が終
   了して上記現像剤担持体より離れた現像剤のみを回収し
   かつリサイクルトナーを現像剤に混合して撹拌、搬送す
   る手段を有することを特徴とする二成分現像装置。
2. 【請求項２】 新規補給トナーを上記現像工程終了後の
   現像剤に補給する手段を有することを特徴とする請求項
   １の二成分現像装置。
3. 【請求項３】 トナー濃度センサーを上記現像工程終了
   後の現像剤用通路に設置することを特徴とする請求項１
   または２の二成分現像装置。
4. 【請求項４】 複数の撹拌、搬送用のスクリュを有し、
   各スクリュの搬送量を同じとしたことを特徴とする請求
   項３の二成分現像装置。
5. 【請求項５】 リサイクルトナーを現像剤に混合する前
   にメッシュを通過させることを特徴とする請求項１ない
   し４のいずれかの二成分現像装置。