(57)【要約】【課題】簡便な構造でトナーの凝集を適切に解すことのできる安価な現像装置を提供する【解決手段】アジテータ５は、回転軸５１を中心として、両側にコ字状のパイプからなる攪拌部５２がその両端部５３で接続されており、回転軸５１の回転に伴い、攪拌部５２が矢印Ｄ方向に回転されて攪拌部５２の周囲にあるトナーＴを攪拌しながら供給ローラ３の近傍に送り出すようになっている。また、攪拌部５２には、所定間隔でエア噴出孔５４が形成されており、中空となっている回転軸５１を通じて供給される圧縮空気を、回転軸５１と両端部５３を通じて連接された攪拌部５２のエア噴出孔５４から噴出することによって凝集しているトナーＴの凝集を解きほぐすと共に、トナー間に空気を介在させてトナーの流動性を向上させる。【選択図】図１
2008122808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性一成分トナーを担持し、当該トナーを感光体に供給する現像ローラと、当該現像ローラに前記トナーを供給する供給ローラと、前記トナーを収納するトナーホッパ内で回転してトナーホッパ内のトナーを前記供給ローラに搬送するアジテータを備えた現像装置において、
前記アジテータは、前記供給ローラに前記トナーを搬送する回転攪拌部と当該攪拌部に取り付けられる前記トナーの凝集を解す凝集解除手段とを備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１記載の現像装置において、
前記凝集解除手段は、前記アジテータの攪拌部に形成されたエア噴出孔から噴射される風圧であることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の現像装置において、
前記凝集解除手段は、前記アジテータの攪拌部に取り付けられたファーブラシであることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項記載の現像装置において、
前記凝集解除手段は、前記アジテータの攪拌部に取り付けられた網目部材であることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項記載の現像装置において、
前記アジテータによる前記供給ローラへのトナーの搬送回転動作を、画像形成装置の電源供給開始と共に所定時間行わせるように制御する制御手段を備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項記載の現像装置において、
前記アジテータによる前記供給ローラへのトナーの搬送回転動作を、画像形成装置の待機状態からの復帰時に所定時間行わせるように制御する制御手段を備えたことを特徴とする現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に使用する現像装置に係り、特に、非磁性一成分トナーを用いる現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シアン、イエロー、マゼンタ、ブラック等の非磁性トナーを使用し、一成分現像方式により画像を得る非磁性一成分トナーを用いた現像装置が知られている。このような非磁性一成分トナー現像装置においては、現像ローラの表面に非磁性トナーを供給して現像する手段として、ゴムローラやスポンジローラ等からなるトナー供給ローラを現像ローラに接触させた状態で、非磁性トナーを供給ローラから現像ローラの表面に供給して搬送し、ブレードを用いて現像ローラ表面のトナー層の膜厚を規制して感光体に所定量のトナーを供給するようになっている。この場合に、供給ローラから現像ローラへのトナーの供給を良好に行わせるために、トナーに外添されたシリカ等の潤滑性を付与するための微粒子の働きにより流動性の富んだものとされている。
しかしながら、初期においては、トナーの流動性は維持されているが時間経過と共に、
前記シリカがトナー表面より脱離若しくはトナー自体に埋没することで流動性は低下していく。非磁性一成分トナー現像装置においては、常に粒状性、階調性、濃度均一性などを維持していくためには、現像装置の内部に収納されている非磁性一成分トナーが流動性を失わずにいることが理想的であるが、現実的には、上記の理由によりトナーの凝集性は高まり、劣化度合いは低下の一途をたどることとなる。
このような、トナーの凝集を解き解すために、現像ローラにトナーを供給する手段として圧電素子を使用し、圧電素子に交番電圧を印加して振動を発生させ、この振動によって、トナーの凝集を解しながら流動性の良いトナーを現像ローラに供給することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−３１９６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、この特許文献１記載のものでは、トナーの凝集を解すために、圧電素子を使用するため、圧電素子を作動させるための高電圧の確保や現像装置の複雑化を招き、コストアップに繋がるという問題がある。
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、簡便な構造でトナーの凝集を適切に解すことのできる安価な現像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】
【０００４】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、非磁性一成分トナーを担持し、当該トナーを感光体に供給する現像ローラと、当該現像ローラに前記トナーを供給する供給ローラと、前記トナーを収納するトナーホッパ内で回転してトナーホッパ内のトナーを前記供給ローラに搬送するアジテータを備えた現像装置において、前記アジテータは、前記供給ローラに前記トナーを搬送する回転攪拌部と当該攪拌部に取り付けられる前記トナーの凝集を解す凝集解除手段とを備えたことを特徴とする。
また、請求項２の発明は、請求項１記載の現像装置において、前記凝集解除手段は、前記アジテータの攪拌部に形成されたエア噴出孔から噴射される風圧であることを特徴とする。
【０００５】
また、請求項３の発明は、請求項１または２記載の現像装置において、前記凝集解除手段は、前記アジテータの攪拌部に取り付けられたファーブラシであることを特徴とする。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の現像装置において、前記凝集解除手段は、前記アジテータの攪拌部に取り付けられた網目部材であることを特徴とする。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の現像装置において、前記アジテータによる前記供給ローラへのトナーの搬送回転動作を、画像形成装置の電源供給開始と共に所定時間行わせるように制御する制御手段を備えたことを特徴とする。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項記載の現像装置において、前記アジテータによる前記供給ローラへのトナーの搬送回転動作を、画像形成装置の待機状態からの復帰時に所定時間行わせるように制御する制御手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、上記構成を採用することによって、簡便な構造でトナーの凝集を適切に解すことのできる安価な現像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明による一実施形態の現像装置の概略構成を示す図である。本実施例による現像装置は、非磁性一成分トナーであるトナーＴを収納した現像ケース６を有している。本実施例におけるトナーＴは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色いずれかの顔料を含有し、無水シリカを外添した負帯電性非磁性トナーである。現像ケース６中には、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１の表面に所定量のトナーＴを供給する現像ローラ２が矢印Ｂ方向に回転するように取り付けられている。
現像ローラ２は、ＳＵＳ芯金の表面に樹脂をコートし、トナーＴとの摩擦によって所定の極性を与えるようにしている。ここでは、感光体ドラム１上に負極性の静電潜像電荷を形成し、反転現像を行うようにしている。従って、現像ローラ２の表面上のトナーＴに負帯電電荷を与えるような、また、現像ローラ２の表面に均一なトナー薄層（図示せず）が形成されるような樹脂が選定されてコートされている。この現像ローラ２の表面には、トナー量規制部材としての現像ブレード４が当接されており、現像ローラ２上のトナーＴを規制してトナー薄層を形成し、現像領域（感光体ドラム１との対向位置）に搬送されるトナー量を規定している。
【０００８】
現像ローラ２には、外周に弾性を有するスポンジ層を備えた供給ローラ３が当接され、供給ローラ３は、矢印Ｃ方向に回転されようになっている。従って供給ローラ３と現像ローラ２とは当接部７において逆向きに移動するように回転駆動される。そのために、供給ローラ３と現像ローラ２との当接部７に搬送されたトナーＴは、供給ローラ３と現像ローラ２との間で摩擦され、所定の電荷量に帯電されて現像ローラ２の表面に静電的に付着するようになっている。
一方、現像ケース６内には、アジテータ５が設けられており、アジテータ５は、矢印Ｄ方向に回転駆動され、現像ケース６内のトナーＴを攪拌しつつ供給ローラ３の近傍にトナーＴを送り出す働きをしている。アジテータ５は、図２に示すように、回転軸５１を中心として、両側にコ字状のパイプからなる攪拌部５２がその両端部５３で接続されており、回転軸５１の回転に伴い、攪拌部５２が矢印Ｄ方向に回転されて攪拌部５２の周囲にあるトナーＴを攪拌しながら供給ローラ３の近傍に送り出すようになっている。また、攪拌部５２には、所定間隔でエア噴出孔５４が形成されており、中空となっている回転軸５１を通じて供給される圧縮空気を、回転軸５１と両端部５３を通じて連接された攪拌部５２のエア噴出孔５４から噴出することが可能となっている。従って、エア噴出孔５４から噴出された圧縮空気を、攪拌部５２の周囲に存在するトナーＴに吹き付け、凝集しているトナーＴの凝集を解きほぐすと共に、トナー間に空気を介在させてトナーの流動性を向上させる。そのため、アジテータ５が回転してトナーＴを供給ローラ３に搬送、供給する場合には、トナーの凝集が解きほぐされた流動性の良いトナーＴが供給ローラ３に搬送、供給されることになる。
【０００９】
このエア噴出孔５４からの空気の噴出は、アジテータ５の回転に伴って行われるが、アジテータ５は、常時回転している必要は無く、現像ケース６内のトナー残量に応じて回転を行うようにすることができる。また、感光体ドラム１が回転して所定の工程を経てトナー像を作成する画像形成装置が停止して間にトナーＴの凝集が進むことが考えられ、特に、画像形成装置の電源をＯＦＦにした時、使用が終了した夜から使用を開始する翌朝まで運転が休止して現像ケース６内のトナーＴが放置された場合には、トナーの凝集が最も生じ易い時間である。現像ケース６内のトナーＴは、時間と共に沈み込み、翌朝には充填率が６０〜７０％と高くなった状態に達する。このような状態そのままでトナーを使用する場合には、トナーＴの流動性が低下しているために、良好な画像形成が困難である。そのため、画像形成に適した流動性を得るまでアジテータ６を画像形成開始前に回転（プリ回転）を行う必要があるが、従来のアジテータでは時間がかかる。たとえ翌朝の画像形成装置へ電源を供給して画像形成開始時のプロセスコントロールの間に、画像形成装置が適切化されるとしても流動性が十分でないトナーでのプロセスコントロールは、現像バイアスや階調に十分な結果が得られない。理想は、プロセスコントロール前に迅速に流動性が最適化していることである。このことから本実施例においては、画像形成装置への電源が投入された時点からプロセスコントロールが入るまでの間に、アジテータ６のプリ回転（約１分）を行いトナーの流動性を確保するように制御装置によって制御している。
【００１０】
また、画像形成装置の待機時も、トナーの凝集が進む時間である。従って、画像形成装置がスタンバイモードに入った時点からカウントを始めて、再び稼動する際にこの間の停止時間から必要なアジテータ５の回転時間を算出し、プリ回転を行わせる。この場合、前述の画像形成装置の電源ＯＦＦの際に生じる程ではないが、やはり、トナーは時間と共に沈み込み凝集が進むため、画像形成装置による画像形成動作の開始前に、同様にプリ回転をアジテータ５に行わせる。但し、この場合には、長時間にわたる放置ではなく短時間の停止のため、停止時間に応じたプリ回転を行うこととなる。この停止時間−プリ回転時間の関係は、本実施例においては、図４に示すような関係があることが判明した。即ち、ほぼ２時間以上の停止させた場合には、一晩放置と同じ位にまでトナー凝集が進み、１分間のプリ回転を必要とするが、２時間以内の停止ならば、その時間に応じ１分未満のプリ回転で画像形成に備えることができることが判明した。従って、スタンバイモードに入った時点から再び稼動するまでの停止時間を自動的に計測し、計測された停止時間から図４に示すプリ回転時間を算出してアジテータ５のプリ回転を行うように制御することによって、立ち上がり直後も流動性の良好なトナーＴを使用して、良好な画像を提供することができる。
【００１１】
図５は、上記のようなアジテータ５の回転動作を制御する制御装置の一実施形態のブロック回路図で、１０は制御回路、１１はアジテータ駆動回路、１２は画像形成回路、１３は画像形成開始及び停止検出回路、１４は画像形成装置用電源スイッチである。この制御装置は、上述のように、画像形成装置の電源スイッチ１４をＯＮ、ＯＦＦ動作を行うことによって、アジテータ５の駆動回路を作動させ、アジテータ５のプリ回転時間を制御回路で制御している。また、画像形成開始及び停止検出回路からの信号によって、画像形成回路を作動すると共に、上述のように、停止時から開始時までの停止時間を計測し、この停止時間に応じたアジテータ５のプリ回転時間を制御回路で制御するようになっている。このような制御装置を備えることによって、トナーの凝集を解きほぐした流動性の良好なトナーを、常に適切に供給ローラ３及び現像ローラ２に供給することが可能となり、良好な画像を提供することが可能となる。
【００１２】
以上のように、本実施例においては、アジテータ５として供給ローラ３にトナーＴを供給する回転攪拌部５２に、トナーの凝集体の凝集を解すエア噴出孔を形成したので、供給ローラ３へのトナーＴの搬送時に、経時でトナーの凝集が生じて流動性が低下したトナーの凝集を解しながら流動性の良好なトナーとして、供給ローラ３に供給可能となり、良好な画像を提供することが可能となる。
なお、本実施例においては、回転攪拌部５２として、回転軸５１の両側にコ字状の攪拌部を連結したが、必ずしも回転軸５１の両側（両翼状）とせず、片側のみ（片翼状）としてもよい。
【００１３】
図６は、本発明による他の実施形態に係るアジテータ５の概略構成を示す図である。本実施例においては、前述の実施例１における現像装置のアジテータ５として、他の構造のものに変更したものである。即ち、この実施例においては、中心の中実の回転軸５５に、コ字状の支持棒５６をその両端部５７で連結し、支持棒５６の回転軸５５と平行な部分５６ａにファーブラシ５８を巻きつけて取り付けたものである。前述の実施例１では、攪拌部５２にエア噴出孔５４を形成し、このエア噴出孔５４から吹き出す風圧によってトナーの凝集を解していたが、本実施例においては、支持棒５６の回転軸５５と平行な部分５６ａに取り付けられたファーブラシ５８によって、トナーＴを攪拌すると共に、供給ローラ３の近傍に搬送し、同時にファーブラシ５８の周囲に存在するトナーの凝集を、アジテータ５の回転力によって解し、トナーの流動性を向上させたものである。この場合、ファーブラシ５８は、支持棒５８上で回転するようにしても良いが、回転しないようにした場合には、トナーＴに対する摩擦力が大きくなってトナーの凝集を良好に解すので好ましい。この例においても、ファーブラシ５８は、回転軸５５に両翼状でなく、片翼状に取り付けてもよい。
【００１４】
また、回転軸５５及び支持棒５６として、前述の実施例１の場合と同様に、中空の回転軸５１及び中空の支持チューブとし、この支持チューブにエア噴出孔５４を形成し、さらに支持チューブにファーブラシを巻きつけて、エア噴出孔によるトナーの凝集の解しとファーブラシ５８によるトナー凝集の解しを併用するようにしても良い。
さらに、本実施例によるアジテータ５と前述の図５で示す制御装置を使用して、画像形成装置への電源投入時及び画像形成装置のスタンバイモードから再開始時におけるアジテータ５のプリ回転動作を制御することも可能である。
【００１５】
図７は本発明による他の実施形態に係るアジテータ５の概略構成を示す図である。本実施例においては、前述の実施例２におけるアジテータ５の構造を変更したものである。即ち、回転軸５５にコ字状の支持棒５６をその両端部５７で連結し、支持棒５６と回転軸５５との間に格子状の網目部材５９を取り付けたものである。このアジテータ５を回転させてトナーＴを攪拌しながら供給ローラ３に搬送する際に、網目部材５９の網目がトナーＴの凝集を解し、良好な流動性をトナーに付与することができる。この場合に、網目が小さ過ぎると網目の目詰まりを起こし易くなるので１〜１０ｍｍ四方、望ましくは５ｍｍ四方の網目とするのが良い。この例においても、網目部材５９は、回転軸５５に両翼状でなく、片翼状に取り付けても良い。
また、回転軸５５及び支持棒５６として、前述の実施例１の場合と同様に、中空の回転軸５１及び中空の支持チューブとし、この支持チューブにエア噴出孔５４を形成し、支持チューブと回転軸との間に網目部材を取り付けて、エア噴出孔によるトナーの凝集の解しと網目部材５９によるトナーの凝集の解しの併用や前記実施例２のファーブラシ５８によるトナー凝集の解しを併用するようにしても良い。
さらに、本実施例によるアジテータ５と前述の図５で示す制御装置を使用して、画像形成装置への電源投入時及び画像形成装置のスタンバイモードから再開始時におけるアジテータ５のプリ回転動作を制御することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による実施例１の現像装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明による実施例１の現像装置で使用されるアジテータの平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線上で切断した断面図である。
【図４】本発明による実施例１の現像装置で使用されるアジテータのプリ回転時間と画像形成装置の停止時間との関係をグラフで示す図である。
【図５】本発明による実施例１の現像装置で使用される制御装置のブロック回路図である。
【図６】本発明による実施例２のアジテータの平面図である。
【図７】本発明による実施例３のアジテータの平面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  感光体ドラム、２  現像ローラ、３  供給ローラ、４  ブレード、５  アジテータ、６  現像ケース、１０  制御回路、１１  アジテータ駆動回路、１２  画像形成回路、１３  画像形成開始、停止検出回路、１４  電源スイッチ、５１、５５  回転軸、５２  攪拌部、５３、５７  両端部、５４  エア噴出孔、５６  支持棒、５８  ファーブラシ、５９  網目部材、Ｔ  トナー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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