JP4167776B2

JP4167776B2 - 電子写真装置

Info

Publication number: JP4167776B2
Application number: JP19728499A
Authority: JP
Inventors: 和典唐沢
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-07-12
Filing date: 1999-07-12
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2019-07-12
Also published as: JP2001022181A; KR20010021072A; DE10033745B4; DE10033745A1; US6339690B1; KR100391232B1; CN1280320A; CN1129047C

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、レーザービームプリンター等に用いられ、静電潜像をトナーとキャリアから成る二成分現像剤によって可視像化し、画像形成を行う電子写真装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真プロセスによる画像形成では、光導電性物質を有する像担持体としての感光体を均一に帯電させた後、像露光を行って静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーによって現像し、紙などの転写材に転写した後、トナー像を熱、圧力等により転写材上に転写し印刷物を得る。この時、転写プロセスにおいて転写されずに像担持体上に残ったトナーは、ブレードやブラシなどのクリーニング手段により回収され、そのまま回収容器などに入れられて廃棄されるか、現像装置に戻されて再び上記の工程を経て現像に使用される。
【０００３】
しかし、回収トナーの廃棄には、廃棄のためのメンテナンスが必要であること、回収したトナーのための貯蔵スペースが必要となり、装置が大型化すること、また一般に、廃棄物を減少させるという社会的要請に反する等の問題がある。このため近年、電子写真装置においては、環境問題に対する配慮からトナーリサイクルへの要望が高まりつつあり、また同時に、装置の小型化並びに長寿命化により、コストの低減を図ることが望まれてきている。
このような目的を達成するための技術として、現像後に感光体上に残ったトナーをクリーニングブレードなどで集め、現像装置内に戻す方法が行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、回収トナーを現像装置に戻して再利用する方法では、トナーをクリーニング手段から現像装置へ搬送する機構が必要となり、装置の複雑化を招き、小型化の制約となる。
また、電子写真装置においてトナーリサイクルを行う場合、リサイクルトナー中に含まれる紙粉による不具合が発生する。特に、装置の小型化、長寿命化を進める場合、リサイクルトナー中に含まれる紙粉がトナー中に混入し、画像の白部に付着して画像劣化を引き起こすことが問題となっている。このような不具合は、従来は見られなかった。この理由は、従来の装置においては、トナーホッパーと呼ばれるタンクにリサイクルトナーを戻し、内部で新トナーと攪拌しながらスリッターなどの小さい穴を通して現像装置内に補給するように構成されており、これにより、スリッターで紙粉を排除したトナーを供給することが可能であったためであるが、上記のように小型化を図る上で、トナーホッパーのようなタンクは廃止せざるを得なくなり、リサイクルトナーをクリーニング装置から直接現像装置内に戻すような構成としたところ、長期に渡って使用した場合に、上述のように紙粉の繊維とトナーが混合され、画像の白部に付着する、リサイクル地汚れと呼ばれる現象が発生するようになった。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、トナーリサイクル機構を有し、地汚れなどの画像欠陥が発生せず、長期に渡り良好な画像形成を行うことが可能な小型の電子写真装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の問題を解決するために、請求項１に記載の発明は、トナーとキャリアとから成る二成分現像剤を収容し、感光体上に形成された静電潜像を現像する現像装置及びトナーリサイクル機構を備え、画像形成を行うと共にトナーのリサイクルを行う電子写真装置において、
前記現像装置は、外側にスパイラルが切ってあり内側に搬送スクリューが収容されているパドルと、そのパドル外側のスパイラルにより搬送された二成分現像剤がパドル内側の搬送スクリューに入るための、パドルの一端に設けられた穴で、前記リサイクルトナーが現像剤と攪拌されながら入る投入口と、前記投入口に設けられたメッシュ部材とを備え、該メッシュ部材の篩い目の目開きがキャリアの体積平均粒径の２倍より大きく、１０メッシュより小さい電子写真装置を提供する。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、前記現像装置は、該現像装置の内部に前記メッシュ部材を摺擦する部材を備える請求項１に記載の電子写真装置を提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電子写真装置の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１の実施形態）
図１は、請求項１に記載の電子写真装置の一実施形態を示す概略構成図である。この電子写真装置は、円筒状の像担持体である感光体１が矢印の方向に回転可能に支持され、感光体１の周囲に帯電ローラ２、露光手段３、現像装置４、転写ベルト６、クリーニングブレード７、回転羽根８及び回収コイル９が順次配設されており、転写ベルト６を除く各部材は、感光体及びクリーニングユニット（以下ＰＣＵと呼ぶ）１０内に収容されている。
上記現像装置４は、開口部を有する現像ハウジング内に収容され、開口部の位置に現像スリーブ５が回転可能に支持され、感光体１の表面に近接対向するように配置されている。現像ハウジング内の現像スリーブ５と対向する位置にはパドル１４が配置され、回転可能に支持されている。パドル１４の外側にはスパイラル１２が切ってあり、また、パドル１４の内部には搬送スクリュー１３が収容され、パドル１４の回転方向と同方向に回転可能に支持されている。
【０００８】
次に、上記の電子写真装置の動作について説明する。
感光体１は、帯電ローラ２により一様に帯電され、その後、像露光され感光体１上には静電潜像が形成される。現像装置４内には二成分現像剤Ｔが収容されている。二成分現像剤Ｔは、キャリアと呼ばれる磁性粉と非磁性のトナーの混合体である。現像剤を攪拌すると、摩擦帯電によりトナーが帯電する。帯電トナーを含む現像剤Ｔは、現像スリーブ５上に汲み上げられ、現像スリーブ５の回転に伴って搬送され、感光体１と近接対向する位置で、感光体１上の静電潜像に転移し、トナー像を形成する。転写ベルト６には、図示しない電源よりトナーと逆極性の電圧が印加されており、この転写ベルト６と感光体１間の電界により、感光体１上に現像されたトナー像は、感光体１と転写ベルト６間に挟まれた転写紙上に転写される。転写紙はその後、転写ベルト６により搬送され、図示しない定着装置を通過する際、トナー像が転写紙上に熱溶着される。
【０００９】
一方、転写されずに感光体１上に残ったトナーは、クリーニングブレード７により堰き止められ、回収羽根８により回収コイル９上に導かれ、回収コイル９によりリサイクルトナーとして現像装置４内へ戻される。図２に、回収コイル９から現像装置４へのトナーリサイクル経路を示す。回収コイル９は、感光体及びクリーニングユニット（ＰＣＵ）１０内に収納されている。ＰＣＵ１０の前部には現像装置４とつながったトナー補給口１１が開いており、リサイクルトナーは、トナー補給口１１から現像装置４内へ回収される。新たに補給されるトナーも、このトナー補給口１１から現像装置４内へ補給される。
【００１０】
図３に、この電子写真装置の現像装置４内のトナーの動きを示す。補給トナーとリサイクルトナーは共にトナー補給口１１から現像装置４内に入り、トナー投入口からパドル内に入り、キャリアと混合され、二成分現像剤として搬送スクリュー１３によって矢印Ａの方向へと搬送され、攪拌されながら現像剤排出口１５を通じてパドル１４の外に排出され、スパイラル１２により矢印Ｂの方向へ搬送される。この実施形態では、現像剤搬送経路中のパドル１４のトナー投入口にメッシュ部材１６が取り付けられており、リサイクルトナーがトナー投入口から投入される際、リサイクルトナー中に含まれる一定の大きさ以上の紙粉は、このメッシュ部材１６を通過できずパドル１４内に入れなくなり、パドル１４の外側で常に現像装置４の手前側に滞留し攪拌され続けることになり、その結果、紙粉は長期に渡る攪拌で、メッシュ部材１６の目を通り抜けられるようになるまで粉砕される。メッシュ部材１６の目を通り抜けられるようになった紙粉は、キャリアによりトナーと同極性に帯電されやすく、また、画像の白部に付着しても目立ちにくいため、リサイクルトナーによる地汚れは発生しない。
【００１１】
上記メッシュ部材１６について説明する。メッシュ部材１６の目が粗いと大きな紙粉が通り抜けてしまい、リサイクルトナーによる地汚れが発生し、細かすぎると現像剤がメッシュ部材１６を通り抜けられず、手前側で現像剤が滞留し溢れてしまう。このため、メッシュ部材１６の目の粗さが重要である。
メッシュ部材１６の目の粗さは、現像剤Ｔのキャリア径より大きいことが必要である。実験によれば、実際にはキャリア径の２倍以上目が大きくないと現像剤の通りが悪くなり、現像剤の滞留が経時で発生してくることがわかった。すなわち、体積平均キャリア径８０μの場合、１６０μ以上の穴があいている必要がある。金属メッシュの場合、金属線の太さがあるので、実際上はバラツキを考えるとさらに粗く、小さくとも９０メッシュ以下が良い。そして、１０メッシュ以上無いとリサイクル地汚れが目立ってくる。実験によれば、２０〜４０メッシュがもっとも良いことがわかった。
【００１２】
従来、リサイクルトナーの搬送経路中にメッシュを置き、異物を除去する技術はみられた。が、このような技術においては、メッシュの目詰まりが非常に発生しやすい。リサイクルトナーは流動性が悪く、紙粉のような繊維を含んでいるからである。本実施形態においては、リサイクルトナーが現像剤中に分散してからメッシュを通すので、流動性に起因するような目詰まりは発生しにくい。しかも、上記のように、メッシュの目の粗さを選ぶと、このような、目詰まりは非常に発生しにくくなる。なぜなら、メッシュの目にトナーがこびりついても、キャリアがメッシュを通過する際に目の詰まりをクリーニングするからである。
【００１３】
（従来の電子写真装置）
上記の実施形態の電子写真装置との比較のため、従来の電子写真装置について説明する。図５にこの電子写真装置の概略構成図を、また、図６にこの電子写真装置を構成する現像装置内のトナーの動きを示す。
図５に示すように、この電子写真装置は、本実施形態の電子写真装置と同様に、円筒状の像担持体である感光体４１が矢印の方向に回転可能に支持され、感光体４１の周囲に帯電ローラ４２、露光手段４３、現像装置４４、転写ベルト４６、クリーニングブレード４７、回転羽根４８及び回収コイル４９が順次配設されており、転写ベルト４６を除く各部材は、感光体及びクリーニングユニット（ＰＣＵ）５０内に収容されている。
上記現像装置４４は、開口部を有する現像ハウジング内に収容され、開口部の位置に現像スリーブ４５が回転可能に支持され、感光体４１の表面に近接対向するように配置されている。現像ハウジング内の現像スリーブ４５と対向する位置にはパドル５４が配置され、回転可能に支持されている。パドル５４の外側にはスパイラル５２が切ってあり、また、パドル５４の内部には搬送スクリュー５３が収容され、パドル５４の回転方向と同方向に回転可能に支持されている。
【００１４】
図６において、補給トナーとリサイクルトナーはトナー補給口５１から現像装置４４内に入り、トナー投入口からパドル５４内に入る。リサイクルトナーはパドル５４内に投入されてキャリアと混合され、二成分現像剤として搬送スクリュー５３によって矢印Ａの方向へと搬送され、攪拌されながら現像剤排出口５５を通じてパドル５４の外に排出され、スパイラル５２により矢印Ｂの方向へ搬送される。
【００１５】
（第２の実施形態）
次に、請求項２に記載の電子写真装置について説明する。図４にこの電子写真装置の概略構成図を示す。
この電子写真装置を構成する現像装置２４内のパドル３４は、トナー投入口に第１の実施形態と同様のメッシュ部材３６を有すると共に、マイラーのような薄い弾性部材から成る摺擦部材３７が現像装置２４のハウジング内壁に取り付けられており、パドル３４の回転によってメッシュ部材３６がこの摺擦部材３７と対向する位置を通過する際、摺擦部材３７の先端がメッシュ部材３６を摺擦するように構成されている。これにより、二成分現像剤とリサイクルトナー中の紙粉は、積極的にメッシュ部材３６に擦り付けられ、紙粉が細小化されると同時に、メッシュ部材３６がクリーニングされ、メッシュの目詰まりが防止される。このような構成により、メッシュ部材３６の目の大きさをさらに細かくすることが可能となり、リサイクルトナー中の紙粉をより細かくしてから現像することになるため、リサイクル地汚れは発生しにくくなる。
なお、本実施形態の他の構成及び動作は、第１の実施形態と同様とする。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の電子写真装置は、二成分現像剤を用い、トナーのリサイクルを行う電子写真装置において、現像装置内の現像剤流路中にキャリアの体積平均粒径の２倍以上の大きさの目開きであり、且つ１０メッシュより小さいの目開きを有するメッシュ部材を設けることにより、リサイクル地汚れの発生を防止し、画質欠陥のない良好な画像を形成することができる。
また、現像装置内に上記のメッシュ部材と共に、メッシュを摺擦する摺擦部材を設け、リサイクルトナー中の紙粉を積極的にメッシュに押し付けて細小化し、同時にメッシュの目詰まりを防止する。これにより、リサイクル地汚れの発生を防止し、良好な画像を長期に渡り形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に記載の電子写真装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す電子写真装置の回収コイル９から現像装置４へのトナーリサイクル経路を示す図である。
【図３】図１に示す電子写真装置を構成する現像装置４内のトナーの動きを示す図である。
【図４】請求項２に記載の電子写真装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図５】従来の電子写真装置を示す概略構成図である。
【図６】図５に示す電子写真装置を構成する現像装置内のトナーの動きを示す図である。
【符号の説明】
１、２１、４１感光体
２、２２、４２帯電ローラ
３、２３、４３露光手段
４、２４、４４現像装置
５、２５、４５現像スリーブ
６、２６、４６転写ベルト
７、２７、４７クリーニングブレード
８、２８、４８回転羽根
９、２９、４９回収コイル
１０、３０、５０クリーニングユニット
１１、３１、５１トナー補給口
１２、３２、５２スパイラル
１３、３３、５３搬送スクリュー
１４、３４、５４パドル
１５、３５、５５現像剤排出口
１６、３６メッシュ部材
１７、３７摺擦部材

Claims

トナーとキャリアとから成る二成分現像剤を収容し、感光体上に形成された静電潜像を現像する現像装置及びトナーリサイクル機構を備え、画像形成を行うと共にトナーのリサイクルを行う電子写真装置において、
前記現像装置は、外側にスパイラルが切ってあり内側に搬送スクリューが収容されているパドルと、そのパドル外側のスパイラルにより搬送された二成分現像剤がパドル内側の搬送スクリューに入るための、パドルの一端に設けられた穴で、前記リサイクルトナーが現像剤と攪拌されながら入る投入口と、前記投入口に設けられたメッシュ部材とを備え、該メッシュ部材の篩い目の目開きがキャリアの体積平均粒径の２倍より大きく、１０メッシュより小さい
ことを特徴とする電子写真装置。
前記現像装置は、該現像装置の内部に前記メッシュ部材を摺擦する部材を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の電子写真装置。