(57)【要約】【課題】  トナー凝集体を起因とする「かぶり」、「黒点欠陥」、「白抜け欠陥」等の画質劣化を回避できる、低コスト、省スペース化を達成できる構成の現像剤供給機構を配備した現像装置を有する画像形成装置を提供すること。【解決手段】  像担持体上に形成された静電潜像を現像剤担持体上に担持された現像剤で顕像化する現像手段を有する画像形成装置において、前記現像手段に設けられた現像剤補給開口部の全域が現像剤喫水面より下側に位置することを特徴とする画像形成装置。【選択図】        図２
2006251287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成された静電潜像を現像剤担持体上に担持された現像剤で顕像化する現像手段を有する画像形成装置において、前記現像手段に設けられた現像剤補給開口部の全域が現像剤喫水面より下側に位置することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像手段には前記現像剤補給開口部が複数箇所に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像剤補給開口部から補給される現像剤が、新現像剤、またはリサイクル現像剤、または新現像剤とリサイクル現像剤との混合現像剤のいずれかであることを特徴とする請求項１ないし２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像手段に投入された現像剤が磁性キャリア粒子と非磁性トナーとの２成分からなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記補給される現像剤がトナーであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成に係わる現像装置を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置の一方式として、像担持体である感光体の周辺に帯電手段、像露光手段及び現像手段を配置し、帯電手段による感光体への帯電と像露光手段によって感光体上に潜像を形成し、当該静電潜像を現像手段である現像装置によって接触反転現像によりトナー画像形成を行う画像形成装置が用いられる。
【０００３】
近年、高度情報化技術の進展によりデジタル技術に基づく高画質の画像形成装置の必要性が高まっている。同時に省ネルギー、省資源で印字できる画像形成装置の社会的要求も高まっている。
【０００４】
これらの要求に応えるために、ａ）高画質のために更なる小粒径の現像剤の採用、ｂ）省エネルギー資源のために使用済み現像剤を再使用する、所謂リサイクル現像剤の採用、等の技術が導入され始めたが、更なる課題が生じている。
【０００５】
すなわち、現像剤の小粒径化に伴い密度が増大し、現像剤同士の間隔が狭くなり、現像剤の流動性が低下するとともに、現像剤同士が凝集し易くなる問題が発生している。
【０００６】
また、一度クリーニングされた現像剤を再び現像工程に再利用する場合、トナー表面にある外添材が埋没または離脱するために更に現像剤同士が接近し流動性が落ちトナー凝集体が発生しやすくなる。トナー凝集体は現像装置内で解れにくく、そのまま現像工程に使用されると、十分にキャリアとの摩擦帯電が行われないので「画像かぶり」や、現像剤担持体である現像スリーブ上のキャリア穂立ちに十分静電力で保持されないことにより現像剤が飛散し、「黒点欠陥」、「白抜け欠陥」等の画質不具合になりがちである。
【０００７】
このような画質不具合を防止するために従来技術として、１）リサイクル経路にトナー粉砕・分散手段を特別に設け、確実にトナー凝集体を粉砕かつ異物を除去する方法（例えば、特許文献１参照）や、２）リサイクル経路途中にメッシュ筐体を設け回転・振動させて、篩にかける方法（例えば、特許文献２参照）等がある。
また、現像装置本体内側での対策として、３）所定の角度で傾斜した搬送機構の現像剤搬送部材及び攪拌ローラの形状改良（例えば、特許文献３参照）や、４）搬送部材または搬送経路にメッシュフィルタを配置（例えば、特許文献４参照）や、５）搬送スクリューとスクリュー羽を共有した攪拌機構の配置（例えば、特許文献５参照）や、６）トナー補給口付近にトナー凝集体粉砕用の補助攪拌部材の配置（例えば、特許文献６参照）等が提案されている。
【特許文献１】特開平１１−２７２１３８号公報
【特許文献２】特開２０００−２７６０２３号公報
【特許文献３】特開平６−２３０６６７号公報
【特許文献４】特開平１０−６３０８１号公報
【特許文献５】特開２００４−２０５５３５号公報
【特許文献６】特開平９−４３９８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記１）の技術は、装置として空気流を利用するため、エアー供給装置が新たに必要になることでコスト高になり、搬送経路の大型化にもなり、装置の小型化による省スペース化に対し不利となる。
【０００９】
２）の技術では、確実にトナー凝集体を粉砕かつ異物を除去できるが、装置を振動させる駆動系が必要となる上、トナー飛散を防止するために装置全体を覆うカバーが必要となり、これもコスト高で搬送経路の大型化となり小型化に対し不利となる。３）〜６）の技術は、いずれも攪拌スペースの増加に伴う大型化、部品点数増加によるコストアップ、また現像剤の安定かつ滑らかなに搬送させるために特別な工夫や調整が新たに必要になる欠点がある。
【００１０】
本発明は、補給されるトナー凝集体を崩し、かつ現像装置内の現像剤との混合攪拌性能を向上させることにより「かぶり」や、白地に大粒のトナー凝集体が付着する「黒点欠陥」、または画像部の大粒トナー凝集体周辺が転写できず白くリング状に抜ける所謂「白抜け欠陥」等の画質劣化を簡単な機構で防止できる、低コストで、省スペースの現像剤供給機構を配備した現像装置を有する画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
像担持体上に形成された静電潜像を現像剤担持体上に担持された現像剤で顕像化する現像手段を有する画像形成装置において、前記現像手段に設けられた現像剤補給開口部の全域が現像剤喫水面より下側に位置することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１２】
現像装置内の現像剤キャリアよりも比重の小さいトナーが、喫水面よりも下側にある現像剤補給開口部から供給され、現像剤の流れのある内部に投入されるので効果的に攪拌され易く、トナー凝集体が容易に粉砕される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下本発明の実施の形態の画像形成装置について説明する。
【００１４】
図１は、画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
【００１５】
図１において、画像形成装置は、両面原稿自動送り装置ＲＡＤＦおよび画像形成装置本体Ａからなっている。
【００１６】
両面原稿自動送り装置ＲＡＤＦは、画像形成装置本体Ａの上部にあり開閉可能となっている。原稿給紙台ａの原稿は、給紙ローラｂ、分離ローラｃ、レジストローラｄ、さらに搬送ドラムｅに搬送され、原稿が搬送される。
【００１７】
次に、画像形成装置本体Ａは、画像読み取り装置１、画像処理手段２、画像書き込み装置３、画像形成手段４、カセット給紙手段５、搬送手段６、定着装置７、排紙手段８、再搬送手段９等で構成されている。
【００１８】
画像読み取り装置１の光学系は、光源と第１ミラーを備える露光ユニット１４、第２ミラーと第３ミラーから成るＶミラーユニット１５、レンズ１６、ＣＣＤイメージセンサ１７により構成されている。両面原稿自動送り装置ＲＡＤＦによる原稿読み取りは、露光ユニット１４がスリット露光用ガラス１３の下方の初期位置に停止した位置において行われる。原稿台ガラス１１上の原稿の読み取りは、露光ユニット１４及びＶミラーユニット１５を移動させながら行われる。
【００１９】
画像読み取り装置１において読み取られた原稿画像の画像情報は画像処理手段２により画像処理が行われ、画像データとして信号化され、一旦メモリに格納される。画像書き込み手段３に含まれる図示しない半導体レーザからの出力光が、像担持体である感光体ドラム２１に照射され静電潜像を形成する。
【００２０】
画像形成手段４においては、感光体ドラム２１に対し、帯電器２２により電荷が付加され、画像書き込み手段３からのレーザ光照射により静電潜像が形成され、現像手段である現像装置２３により静電潜像が顕像化されてトナー像となる。次いで、カセット給紙手段５から搬送され、トナー像と同期がとられた転写材である用紙Ｐ上に転写器２９Ａにより転写され、分離器２９Ｂにより用紙Ｐが剥離される。トナー像が転写された用紙Ｐは、搬送手段６により搬送され、定着手段７により定着され、排紙手段８により装置外の排紙トレイ８１に排出される。一方、クリーニング手段であるクリーニング装置２６により転写残のトナーが除去される。
【００２１】
なお、両面コピーの場合は、第１面に画像形成された用紙Ｐは、搬送路切り替え板８２により再搬送手段９に送り込まれ、反転され、再び画像形成手段４において第２面に画像形成後、排紙手段８により装置外の排紙トレイ８１に排出される。反転排紙の場合は、搬送路切り替え板８２により通常の排紙通路から分岐した用紙Ｐは、反転排紙部８３においてスイッチバックして表裏反転された後、排紙手段８により装置外の排紙トレイ８１に排出される。
【００２２】
次に、クリーニング手段によって除去された現像剤である再使用現像剤の搬送について説明する。
【００２３】
図２は図１における現像装置、クリーニング装置、現像剤補給部の拡大した図を示す。
【００２４】
図２（ａ）は、再使用現像剤（以下、リサイクルトナーという。）と新現像剤（以下、新トナーという。）との混合体が現像装置２３へに投入される場合を示し、図２（ｂ）は、リサイクルトナーと新トナーが各専用の搬送径路を通って現像装置２３へに投入される場合を示す。
【００２５】
図２（ａ）において、感光体ドラム２１上の残留トナーは、感光体ドラム２１の回転方向の下流側に設けられたクリーニングブレード２６Ｂで掻き落とされ、ガイドローラ２６Ａでリサイクルトナー補給槽２７１に導かれ、スクリュー２７２で回収搬送され、リサイクルトナー回収槽２７１内に一旦貯留され、スクリュー２７３を介して搬送経路２７４を搬送され、トナー補給槽２５へ貯留され、また、新トナーも必要に応じてトナー補給容器２４の回転により放出口ｆから落下し、搬送径路２８０のスクリュー２７Ｂの回転でトナー補給槽２５へ貯留され、当該トナー補給槽２５でリサイクルトナーと混合されて、供給時に補給ローラ２８２の回転によって落下し、搬送径路２８１でスクリュー２７Ａの回転で現像剤喫水面Ｈの下側に位置する現像剤補給開口部２８Ａから現像装置２３に投入される。
【００２６】
図２（ｂ）では、現像装置の現像剤喫水面Ｈの下側に複数の現像剤補給開口部を設け、図２（ａ）と同じように、リサイクルトナーは、スクリュー２７３によって搬送され、専用のトナー補給槽２５Ａに貯留され、供給時に補給ローラ２８２の回転によって落下し、搬送径路２８３でスクリュー２７Ｃの回転で現像剤補給開口部２８Ｂから現像装置２３に投入される。一方、新トナーも必要に応じてトナー補給容器２４の回転により放出口ｆから落下し、新トナー専用のトナー補給槽２５Ｂに貯留され、供給時に補給ローラ２８５が回転によって落下し、搬送径路２８４のスクリュー２７Ｄの回転で現像剤喫水面Ｈの下側に位置する現像剤補給開口部２８Ｃから現像装置２３に投入される。なお、前記現像剤補給開口部は全域が現像剤喫水面Ｈの下側に位置している。また、スクリュー２７３，２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、２８Ｄは不図示の動力源から動力を得て回転する。また、現像剤補給開口部において、現像装置からの現像剤（キャリア＋トナー）が搬送路に逆流する懸念も考慮して、キャリアが通過しない程度のメッシュまたが弁等を設けてもよい。
【００２７】
前述したが、小粒径の現像剤（新トナー）や使用済み現像剤（リサイクルトナー）のトナー凝集体は現像装置内で解れにくく、そのまま現像工程に使用されると、「画像かぶり」や、「黒点欠陥」、「白抜け欠陥」等の画質不具合になりがちである。
【００２８】
本発明は、現像装置に供給されるトナーが拡散され易く、トナー凝集体の発生を極力回避できることを特徴としている。
【００２９】
すなわち、従来、トナーを補給する場合、現像装置内の現像剤喫水面より上側からトナーを落下するように投入していたため、比重の小さいトナーは、比重の大きい現像剤（トナーを含む）喫水面Ｈに浮いた状態が続き、現像剤キャリアとの混合に時間がかかり、「かぶり」や、「トナー凝集体」が崩れないで大きい凝集体が核となる画像上の黒点や、核周辺が転写材と密着できず転写不良となる白抜けなどの欠陥が発生し易い。そこで、現像剤の喫水面Ｈ下側にある現像剤補給開口部から強制的にトナーを投入することで現像装置内の現像剤の搬送流の中にトナーが投入され、トナー凝集体を容易に粉砕することができるとともに、特別な装置を必要とせず混合攪拌性能が向上し、かつ、コスト高、装置の大型化が回避できる
次に、トナーを、図３に示す従来の現像剤喫水面Ｈ上から投入した場合と、本発明の現像剤喫水面Ｈ下側から投入した場合のトナー凝集体が画像に与える影響について比較確認実験を行った。
【００３０】
図３は、トナーを現像剤喫水面上から投入する場合を示す図である。
【００３１】
確認実験１
本実験においては、図３に示す従来型のトナー補給機構と図２（ａ）に示す本発明の  トナー補給機構とを以下の画像形成装置に搭載し、性能の比較を行った。
【００３２】
実験条件
画像形成装置：    モノクロ・デジタルコピア／プリンタ、６００ｄｐｉ、レーザ                        ビーム径主走査６０μｍ／副走査７８μｍ
リサイクル機構搭載
現像剤：    重合トナー（スチレン・アクリル、体積平均粒径６．５μｍ）                        フェライトキャリア（アクリル系樹脂コート処理、体積平均粒                        径６０μｍ）
実験環境：    常温常湿（温度２０℃、湿度５０％ＲＨ）
転写材：    Ａ３普通紙  （斤量８０ｇ／ｍ2）
使用原稿：    ランニング中は印字率６％、定期確認毎に全面べた黒、全面ハ                        ーフトーンおよび白紙を使用。
【００３３】
実写方法：    連続コピー（転写材Ａ３、原稿印字率６％）、３０万コピー
評価方法：    ５万コピー毎に画像サンプル採取（Ａ３サイズ、全面ベタ黒／                        全面ハーフトーン／全面白の３種各１枚）画像確認、トナー凝                        集体による「かぶり」、「黒点欠陥」、「白抜け欠陥」を目視                        確認。「かぶり」については白紙部分の画像かぶりが最も悪い                        画像を抽出、画像反射濃度計（製品名マクベス濃度計ＲＤ−９                        １８）にて画像サンプル中最も酷い部分のかぶり濃度を測定。      
【００３４】
「黒点欠陥」、「白抜け欠陥」については白紙とハーフトーン                        の画像サンプル上にある黒点の大きさと個数と、ハーフトーン                        とベタ黒の画像サンプル上に発生した白抜け点の大きさと個数                        を目視及び拡大鏡で観察実測して評価する。
【００３５】
判定基準：    「かぶり」判定
非印字部とかぶり濃度との差ｄが０．００６未満は「○」、
差ｄが０．００６以上は「×」と判定
「黒点欠陥」、「白抜け欠陥」判定
黒点、白抜け点の大きさ、個数：０．５ｍｍ以上（点内の最長                        部分の長さ）が１個以上は「×」、０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ                        未満の大きさが５個以上は「×」、５個未満は「○」、０，３                        ｍｍ未満の大きさは個数に関係なく「○」
ただし、○は合格、×は不合格を意味する。
【００３６】
実験結果
表１のような結果が得られた。
【００３７】
【表１】
2006251287.tif 000003
【００３８】
表１において、従来の方式では、５万コピー経過後の「かぶり」、１０万コピー後に「黒点欠陥」、「白抜け欠陥」がともに基準を超え画質不良として不合格となったのに対し、図２（ａ）による方式では、３０万コピーまでに不合格に至る画質不良の発生は確認できなかった。
【００３９】
確認実験２
図３に示す従来型のトナー補給機構と図２（ｂ）に示す本発明のトナー補給機構を確認実験１と、同じ実験条件の画像形成装置に搭載し、同じ判定基準で性能の比較を行った。
【００４０】
実験結果
表２のような結果が得られた。
【００４１】
【表２】
2006251287.tif 000004
【００４２】
表２からも分かるように図２（ｂ）の型の場合も３０万コピーまで不合格になる画像不は発生せず、良好な画質を維持することができた。
【００４３】
よって、本発明の効果が確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
【図２】図１における現像装置、クリーニング装置、現像剤補給部の拡大した図を示す。
【図３】トナーを現像剤喫水面上から投入する場合を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  画像読み取り装置
２  画像処理手段
２３  現像装置
２４  トナー補給容器
２５、２５Ａ、２５Ｂ  トナー補給槽
２７２，２７３、２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄ  スクリュー
２７４、２８０、２８１、２８３、２８４  搬送経路
２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ  現像剤補給開口部
２８２、２８５  補給ローラ
４  画像形成手段
【図１】
2006251287.tif 000005
【図２】
2006251287.tif 000006
【図３】
2006251287.tif 000007