(57)【要約】【課題】  画質不良の発生の抑制に寄与する現像器、およびこの現像器を備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】  トナーの補給を受ける補給口を有する、現像剤を収容して現像剤が内部で撹拌される撹拌室と、撹拌室内に設けられた、撹拌室に収容されている現像剤を撹拌室内で移動させながら撹拌する撹拌部材と、現像剤の撹拌室内の移動に拘わらず撹拌室内の所定領域に偏在し撹拌部材による現像剤の撹拌に伴って所定領域内を動いて現像剤の撹拌を補助する撹拌補助部材とを備えた。【選択図】        図３
2008026446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアとを含有する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、
トナーの補給を受ける補給口を有する、前記現像剤を収容して該現像剤が内部で撹拌される撹拌室と、
前記撹拌室内に設けられた、該撹拌室に収容されている現像剤を該撹拌室内で移動させながら撹拌する撹拌部材と、
前記現像剤の移動に拘わらず前記撹拌室内の所定領域に偏在し前記撹拌部材による該現像剤の撹拌に伴って該所定領域内を動いて該現像剤の撹拌を補助する撹拌補助部材とを備えたことを特徴とする現像器。
【請求項２】
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、
トナーとキャリアとを含有する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、
トナーの補給を受ける補給口を有する、前記現像剤を収容して該現像剤が内部で撹拌される撹拌室と、
前記撹拌室内に設けられた、該撹拌室に収容されている現像剤を該撹拌室内で移動させながら撹拌する撹拌部材と、
前記現像剤の移動に拘わらず前記撹拌室内の所定領域に偏在し前記撹拌部材による該現像剤の撹拌に伴って該所定領域内を動いて該現像剤の撹拌を補助する撹拌補助部材とを備えたものであることを特徴とする画像形成置装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナーとキャリアとからなる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。
【背景技術】
【０００２】
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、トナーで現像することによりトナー像を得て、この得られたトナー像を最終的に用紙上に転写および定着することにより、用紙上に画像を形成する画像形成装置が知られている。
【０００３】
この様な画像形成装置には、トナーとキャリアとを含有する現像剤を現像剤撹拌室に収容し、収容した現像剤を回転部材等によって移動させながら撹拌し、この撹拌によるキャリアとの摩擦によって帯電させ静電的にキャリアに付着したトナーを用い、像保持体表面に形成した静電潜像の現像を行っているものがある。この様な画像形成装置では、例えば、現像剤撹拌室内の所定領域に存在する現像剤のトナー濃度(現像剤量を１００としたときのトナーの割合を％で表したもの)を、現像剤撹拌室の壁越しにトナー濃度センサで検出し、検出した濃度値に応じた量のトナー補給が現像剤撹拌室に対して行われている。
【０００４】
ところが、現像剤撹拌室の隅や壁の内面では、回転部材による撹拌力が弱く、トナー濃度センサが濃度検出を行っている上述の所定領域で壁の内面などにトナーが凝集付着してしまう場合等により、検出されるトナー濃度は基準値以上であるにも拘わらず画像濃度が低下するなどの画質不良が発生する場合があった。
【０００５】
そこで、現像剤撹拌室内に、粒径が数十μｍ程度のトナーとキャリアとからなる現像剤と共に直径数ｍｍ程度の球を収容して共に移動させて撹拌することで現像剤中のトナーの偏在を抑え、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（特許文献１参照）を、現像剤中におけるトナーの偏在により引き起こされる、トナー濃度の誤検出の防止策として利用することが考えられている。
【特許文献１】特開平６−３３７５９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、現像剤撹拌室に現像剤と共にこの球を混入することにより現像剤中におけるトナーの偏在は解消されるものと予想されるが、この球を現像剤収容室内に収容する分だけ現像剤収容室内の現像剤の量は減少を余儀なくされ、これにより、この球との衝突回数の増加により現像剤の劣化が進み、トナーの帯電性能が低下する。このため、トナーの帯電不良に起因するかぶり等の発生により画質不良が発生する場合がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、画質不良の発生の抑制に寄与する現像器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】
【０００８】
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有する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、
トナーの補給を受ける補給口を有する、上記現像剤を収容してこの現像剤が内部で撹拌される撹拌室と、
上記撹拌室内に設けられた、この撹拌室に収容されている現像剤をこの撹拌室内で移動させながら撹拌する撹拌部材と、
上記現像剤の移動に拘わらず上記撹拌室内の所定領域に偏在し上記撹拌部材によるこの現像剤の撹拌に伴ってこの所定領域内を動いてこの現像剤の撹拌を補助する撹拌補助部材とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、撹拌室内の所定領域に偏在した撹拌補助部材によって、この所定領域内での撹拌が補助されるため、少なくともこの所定領域内での撹拌性は高い。また、撹拌補助部材は、撹拌室内で偏在しているので、少量であっても十分な撹拌性が得られ、現像剤の劣化を回避することができる。現像剤の撹拌性向上と劣化回避は、画質不良の発生の抑制に寄与することができる。
【００１０】
ここで、本発明の現像器は、上記撹拌室内の上記所定領域に存在する現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出部を備えたことが好ましく、典型的なトナー濃度検出部は、上記撹拌室内の上記所定領域に存在する現像剤のトナー濃度を、この撹拌室の壁越しにこの現像剤の透磁率を検出することで間接的に検出するものである。
【００１１】
撹拌室内の上記所定領域に存在する現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出部を備えることで、撹拌室内の実体のトナー濃度の把握が可能となることから、より一層画質不良の発生の抑制に寄与することができる。
【００１２】
また、上記撹拌補助部材は、複数の塊状物が一連に連結されたものであってもよい。
【００１３】
ここで、上記撹拌部材が、回転軸と、この回転軸に立設された板部とを有し、この回転軸を中心に回転することで上記現像剤を撹拌するものであり、上記撹拌補助部材は、複数の塊状物が一連に連結されて一端が上記撹拌部材の板部に固定されたものであることも好ましい態様である。
【００１４】
撹拌補助部材が、複数の塊状部が一連に連結されて一端が上記撹拌部材の板部に固定されたものであると、回転運動が加わることでより一層効果的に現像剤の撹拌を行うことができる。
【００１５】
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、
トナーとキャリアを含有する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、
トナーの補給を受ける補給口を有する、上記現像剤を収容してこの現像剤が内部で撹拌される撹拌室と、
上記撹拌室内に設けられた、この撹拌室に収容されている現像剤をこの撹拌室内で移動させながら撹拌する撹拌部材と、
上記現像剤の移動に拘わらず上記撹拌室内の所定領域に偏在し上記撹拌部材によるこの現像剤の撹拌に伴ってこの所定領域内を動いてこの現像剤の撹拌を補助する撹拌補助部材とを備えたものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、画質不良の発生の抑制に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
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であるプリンタの概略構成図である。
【００１９】
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、外部から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ロール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に限らずカラー画像機に適用してもよい。
【００２０】
図２は、図１に示す現像器の上面からの透視図である。
【００２１】
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矢印の向きに搬送しながら撹拌する２本のオーガ１３１と、これらオーガ１３１を回転自在に軸支するとともに、これら２本のオーガ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、現像剤撹拌室１３２で撹拌された現像剤を保持する現像ロール１３３と、現像剤撹拌室１３２へトナーを補給するためのトナー補給口１３２ａ（図３（ｂ）参照）と、現像剤のトナー濃度を現像材の透磁率を検出することで間接的に検出する透磁率センサ１３４とを有している。
【００２２】
また、図２には、現像剤収容室内の現像剤を撹拌する２本のオーガ１３１のうちの一方に、詳しくは後述する撹拌補助部材１３５が揺動自在に取りつけられている様子が示されている。
【００２３】
図３は、図２に示す現像器のＡ−Ａ断面およびＢ−Ｂ断面を図２における左側から見た場合を示す図である。
【００２４】
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（不図示
）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。
【００２５】
撹拌によるキャリアとの摩擦により帯電したトナーが静電的に付着した磁性キャリアをマグネットロール１３３２が磁力で吸着することで、現像スリーブ１３３１は、トナーが付着した磁性キャリアを表面に保持することとなり、さらに、現像スリーブ１３３１は、回転することで、保持したこの磁性キャリアを感光体１０との間に形成された電界領域である現像領域１３０に搬送する。この現像領域１３０に搬送された、磁性キャリアに静電的に付着していたトナーが、感光体表面に形成されている静電潜像側に付着することで、感光体表面にはトナー像が形成される。
【００２６】
図３に示すオーガ１３１は、回転軸１３１１と、この回転軸１３１１に立設された板部１３１２とを有し、この回転軸１３１１を中心に回転することで現像剤を移動させながら撹拌する。
【００２７】
図３（ａ）に示す透磁率センサ１３４は、この現像剤撹拌室１３２内の、壁越しにセンサ面１３４１が向けられた検出領域に存在する現像剤の透磁率を検出することでこの検出領域内のトナー濃度を間接的に検出している。
【００２８】
図３（ｂ）には、現像材撹拌室内にトナー補給を行うために備えられているトナー補給口１３２ａが示されているおり、この現像器１３には、透過率センサ１３４で間接的に検出されたトナー濃度に応じて、不図示のトナーカートリッジからトナーが補給されるようになっている。
【００２９】
ここで、図３（ａ）に示す撹拌補助部材１３５は、ナイロン糸１３５２と、このナイロン糸１３５２が挿通された真鍮球１３５１とからなるものであり、図３（ａ）には、この撹拌補助部材１３５が、オーガ１３１の板部１３１２の一部にナイロン糸１３５２の一端が取りつけられている様子が示されており、この撹拌補助部材１３５は、オーガ１３１の回転に伴って、現像剤撹拌室内のうちの、仕切り板１３２１よりも透磁率センサ側であって、現像剤撹拌室１３２の壁越しにセンサ面１３４１が向けられている範囲に存在する現像剤を主に撹拌する。したがって、本実施形態の現像器１３によれば、容量が一定の現像剤撹拌室１３２内の現像剤量をさほど侵食することなく、検出領域におけるトナーの凝集を抑制することができ、真鍮球１３５１と現像剤との多数の衝突による劣化も回避されることから、本実施形態のプリンタ１における画質不良の発生の抑制に寄与することができる。
【００３０】
次に、本発明の実施例と本発明に対する比較例について行った実験について説明する。
【００３１】
実施例は、上述したプリンタ１の構成と同様の構成の白黒画像専用機に改造したＤｏｃｕＣｅｎｔｅｒＣｏｌｏｒ４５０であり、現像剤２２９．５ｇが現像剤収容室に収容されている。佐藤鉄鋼株式会社製の直径３ｍｍの真鍮球（品名  黄銅２種）０．５ｇ分に直径０．５ｍｍの貫通孔を開け、東レフィッシング株式会社製の直径０．４０５ｍｍのナイロン糸（商品名  銀鱗スーパーストロングビッグゲーム６号）を挿通して一方の端を結んだ撹拌補助部材の他方の端がオーガの板部に取り付けられている。
【００３２】
比較例１は、実施例から撹拌補助部材１３５が取り外されたものである。
【００３３】
比較例２は、実施例の撹拌補助部材の代わりに、佐藤鉄鋼株式会社製の直径３ｍｍの真鍮球（品名  黄銅２種）が１００ｇ分現像剤収容室に収容されたものである。これら実施例、比較例１、および比較例２について、画像密度２０％のプリントを１００ＫＰＶ行った際のトナー濃度検出の精度、画像密度の低下の発生、トナー帯電性の低下の発生、および、かぶりの発生についてを評価を行った。尚、かぶりの発生については、目視によって有無を確認し、また、総合評価については、○は良好、×は不良を意味している。尚、実施例、比較例１、および比較例２では、現像剤撹拌室へのトナー補給方式として、通常はトナーと共に多少補給するキャリアを補給せずにトナーのみを補給する、トリクルレスと呼ばれる方式を採用した。
【００３４】
【表１】
2008026446.tif 000003
【００３５】
表１に示すように、現像剤２２９．５ｇに対し０．５ｇの撹拌補助部材を、オーガの板部に取りつけた実施例と、この撹拌補助部材が省かれている比較例１とでは、トナー帯電性およびかぶりの発生については共に良好であるものの、比較例１では、撹拌補助部材が省かれていることで、トナー濃度の誤検知が発生し、現像剤収容室内の実体としてのトナー濃度が３％まで低下したため、画像密度が０．４にまで低下して画像不良が発生した。また、現像剤撹拌室に収容した現像剤に対する真鍮球の量が実施例に比べ著しく多く、かつ、これらが連結されずに現像剤収容室内を自由に移動できるようにされている比較例２では、トナーの濃度検出の正確性と画像密度については実施例と同様に良好であるものの、真鍮球の量が著しく多いことで現像剤の劣化が激化し、トナーの帯電性が２０μｃ／ｇにまで低下してかぶりが発生した。以上の結果から、総合評価は、実施例のみが良好で、比較例１および比較例２については共に不良となっている。以上の実験結果により、本実施形態の現像器では、画質不良の発生の抑制に寄与することが確認された。
【００３６】
ここで、図１から図３にかけて説明した実施形態では、撹拌補助部材１３５に真鍮球１３５１を用いた例を挙げて説明したが、本発明にいう塊状物の形状は球に限るものではなく、不定形、直方体、立方体、楕円体等でも良い。ただし、現像剤撹拌室の内壁に傷付けない形状を有するものであることがより好ましい。内壁が傷つくと、その傷にトナーが固着し、この固着したトナーが何かの弾みで剥がれ落ちたときにトリマー詰まりが発生し、ハーフトーン画像上に筋状の画像抜けが発生する懸念があるからである。また、本発明にいう撹拌補助部材としては、実施形態に挙げた真鍮球１３５２以外では、樹脂製、あるいは、金属と樹脂との混合体、被覆体等が挙げられる。但し、非磁性体または、残留磁化が実質上ない磁性体であることが好ましい。残留磁化があると、２成分現像剤が磁力により吸着され、流動性が悪化し、現像ロールへの現像剤の供給が減少し、現像ロール上の現像剤層が不均一になり、画像の濃度ムラが発生する懸念があるからである。また、本発明にいう撹拌補助部材としては、実施形態で挙げたナイロン糸の代わりに、他の化学繊維、天然繊維、金属繊維、あるいは、それらを縒り合せたものを用いても良い。
【００３７】
また、図１から図３にかけて説明した実施形態では、現像剤撹拌室内のトナー濃度を、透磁率で間接的に検出する例を挙げたが、現像剤撹拌室内の所定領域に存在する現像剤のトナー濃度を検出するものであればこれに限るものではなく、現像剤撹拌室内のトナー濃度を光学的に検出するために、センサ面が撹拌室内に入り込んだ光学センサを用いても良い。また、上記では、撹拌補助部材１３５がオーガ１３１の板部１３１２に取りつけられた例を挙げて説明したが、本発明にいう撹拌補助部材は、現像剤の現像剤撹拌室内の移動に拘わらず、この撹拌室内の所定領域に偏在し撹拌部材による現像剤の撹拌に伴って所定領域内を動いて現像剤の撹拌を補助するものであれば、オーガ１３１の回転軸１３１１、あるいは、現像剤撹拌室の内壁の一部に取りつけられたものであってもよい。さらに、本発明にいう撹拌補助部材としては、真鍮球に開けた貫通孔にナイロン糸を挿通して一方の端を結んだもの以外に、塊状物を一定の間隔を確保した状態で連結したもの、あるいは、リングが互いに鎖状に繋がったものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】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であるプリンタの概略構成図である。
【図２】図１に示す現像器の上面からの透視図である。
【図３】図２に示す現像器のＡ−Ａ断面をトナー補給口側から見た場合を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  プリンタ
１３  現像器
１３ａ  トナー補給口
１３１  撹拌オーガ
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  透磁率センサ
１３５  撹拌補助部材
１３５１  真鍮球
１３５２  ナイロン糸
【図１】
2008026446.tif 000004
【図２】
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【図３】
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