JPH11167269A

JPH11167269A - 現像装置

Info

Publication number: JPH11167269A
Application number: JP34590097A
Authority: JP
Inventors: Toshio Uchida; 敏夫内田; Yoshifumi Ozaki; 善史尾崎
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1997-12-01
Filing date: 1997-12-01
Publication date: 1999-06-22

Abstract

(57)【要約】【課題】帯電性能維持期間において画像密度の高い原
稿を多数枚連続してプリントしてもプリント濃度が低下
しないようにした現像装置を提供することにある。【解決手段】現像器内の現像剤量を、該現像器の使用
に従って、その使用前に投入された現像剤量から予定量
まで増加するようにするようにする。例えば、使用前に
投入される現像剤量を２５０ｇとし、１００００枚プリ
ントした時の現像剤量が４００ｇ程度となるようにす
る。これにより、現像器内の使用後の現像剤に含まれる
トナー量は、該現像器の使用前に投入された現像剤に含
まれるトナー量以上となり、画像密度の高い原稿を多数
枚連続してプリントしてもプリント濃度が低下しないよ
うになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は現像装置に関し、
特に、複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装
置において、少なくともトナーとキャリアからなる現像
剤を補給し、現像器内の過剰な現像剤を排出するように
構成された二成分トリクル現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、現像器に、画像形成を続ける
のに必要なトナーと少量のキャリアを補給し、これによ
って増えた劣化した現像剤を徐々に該現像器から回収
し、結果的に現像剤を少しずつ交換できるようにした二
成分トリクル現像装置が、例えば特公平２−２１５９１
号公報や特開平５−２８９５０４号公報に開示されてい
る。この二成分トリクル現像装置によれば、現像器内の
現像剤の帯電性能を長時間にわたって維持することが可
能となり、現像剤をそっくり交換することなく現像器を
その機械寿命まで使用できることが確認されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記二成分トリクル現
像装置の帯電性能は、該現像装置を備えた画像形成装置
の出荷時が一番良好であり、該現像装置の使用が進む
と、図７の曲線ａ、ｂに示されているように、徐々に帯
電性能は低下しながらある一定レベルで安定する。ここ
に、図７は、横軸にプリント枚数、縦軸に帯電性能（＝
トナー濃度ＴＣ×トナーの帯電量Ｔribo）を示し、曲線
ａは二成分トリクル現像装置の帯電性能特性を示してい
る。なお、参考のために、前記トナーと少量のキャリア
を補給しない通常の二成分現像装置の帯電性能特性を曲
線ｂで示した。

【０００４】同図の曲線ａから明らかなように、プリン
ト枚数が０の時、すなわち画像形成装置の出荷時には帯
電性能は約１６０であるが、プリント枚数が３０００枚
程度になると、該帯電性能は約１００程度に低下し、以
後はその帯電性能を維持する。この維持される帯電性能
は、通常の画像密度の原稿をプリントする分には何ら支
障がないように設定されている。

【０００５】しかしながら、本発明者の研究により、画
像密度の高い原稿を多数枚連続してプリントすると、前
記帯電性能の維持期間においては、プリントの濃度が低
下してくるという問題が分かった。

【０００６】この発明の目的は、前記した従来技術の問
題点を除去し、前記帯電性能の維持期間において画像密
度の高い原稿を多数枚連続してプリントしてもプリント
濃度が低下しないようにした現像装置を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は、少なくともトナーとキャリアからなる
現像剤を現像器に補給し、過剰になった現像剤を該現像
器内から回収するように構成された現像装置において、
該現像器内の現像剤量が、該現像器の使用に従って、そ
の使用前に投入された現像剤量から予定量まで増加する
ようにするための現像剤量調整手段を設けた点に第１の
特徴がある。また、前記現像器内の使用後の現像剤に含
まれるトナー量が、該現像器の使用前に投入された現像
剤に含まれるトナー量以上になるようにした点に第２の
特徴がある。

【０００８】前記第１の特徴によれば、現像器が使用を
開始された後にも、その使用前に設定された現像特性を
維持することができる。また、前記第２の特徴によれ
ば、現像器が使用を開始された後のトナー量がその使用
前に投入された現像剤に含まれるトナー量以上になるの
で、画像密度の高い原稿を多数枚連続してプリントして
もプリントの濃度が低下しないようにすることができ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を詳細に説明する。まず、本発明が適用される装置の一
例であるフルカラープリンタの概略の構成を、図１を参
照して説明する。

【００１０】図示されているように、感光体１の周囲に
は、帯電ロール３、露光装置４、現像アセンブリ５、濃
度センサ６、転写ロール７、クリーナ装置８が配置され
ている。前記現像アセンブリ５は、フルカラー現像のた
めの４台の現像装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃおよび５Ｋからな
り、各現像装置は、それぞれ、感光体１上の潜像をイエ
ロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）および黒
（Ｋ）のトナーで現像する。各色のトナーを現像する際
には、図示しないモータによって現像アセンブリ５を矢
印Ｒ方向に回転させ、当該色の現像装置が感光体１に当
接するように位置合わせされる。感光体１上に現像され
た各色のトナー像は、転写ロール７によって中間転写体
としてのベルト９に順次転写され、４色のトナー像が重
ね合わされる。ベルト９はロール１０、１１、１２、お
よび１３に張架されている。これらのうち、ロール１０
は図示しない駆動源に結合されてベルト９を駆動する駆
動ロールとして機能し、ロール１２は第２転写ロール１
４のバックロールとして機能する。ベルト９を挟んでロ
ール１３と対向する位置には、ベルトクリーナ１５が設
けられていて、ベルト９上の残留トナーがブレードで掻
き落とされる。

【００１１】記録紙カセット１６、１７から引き出しロ
ール１８、１９で搬送路に引き出された記録紙は、ロー
ル対２０、２１、２２によってニップ部、つまり第２転
写ロール１４とベルト９との当接部に給送される。ベル
ト９上に形成されたトナー像は、このニップ部で記録紙
上に転写され、定着装置２３で熱定着されてトレイ２４
またはトレイ２５に排出される。

【００１２】感光体１またはベルト９からクリーナ８お
よび１５で掻き落とされた廃トナーは廃トナー回収箱２
６に回収される。特に、ベルトクリーナ１５から回収さ
れた廃トナーは管２７内をオーガ、搬送スクリュー等の
搬送手段で廃トナー回収箱２６まで搬送される。

【００１３】図２は、前記現像アセンブリ５、すなわち
回転式現像装置の一具体例を示す断面図である。回転体
３０のアーム３１には、図示されていない装着具によ
り、現像装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃおよび５Ｋが実装されて
いる。現像装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃおよび５Ｋは同構成で
あるので、現像装置５Ｙを代表に上げて説明すると、該
現像装置５Ｙは現像器４０と現像剤カートリッジ５０か
ら構成されている。現像器４０内には、紙面に垂直な方
向に長状のマグネットロール４１と、該マグネットロー
ル４１と平行に延びる２本のスパイラルオーガ４２、４
３が配置されている。ここで、マグネットロール４１が
回転すると、スパイラルオーガ４２は該現像器４０内に
収容されている現像剤４４を紙面と垂直な一方向に攪拌
しながら搬送し、また、スパイラルオーガ４３はスパイ
ラルオーガ４２の搬送方向とは逆方向に現像剤４４を攪
拌しながら搬送して、現像剤４４をマグネットロール４
１に供給する。

【００１４】マグネットロール４１は現像剤４４に含ま
れるキャリアを磁力によって吸着して磁気ブラシを形成
し、キャリアに吸着したトナーを感光体１に供給する。
これにより、感光体１上に形成された静電潜像は顕像化
される。

【００１５】現像剤カートリッジ５０は紙面に垂直な方
向に長状の円筒体容器からなり、新しい現像剤の収容室
と劣化した現像剤の回収室とに区分されている。新現像
剤収容室には図示されていない供給口が設けられてお
り、該供給口を介して新現像剤を現像器４０に導くため
のほぼ円筒状のケーシング５１と通じている。該ケーシ
ング５１内には、スパイラルオーガ５２が設置されてお
り、補給される現像剤は該スパイラルオーガ５２により
補給口５３に導かれ、現像器４０内に導入される。補給
口５３の出口には、フラップ５４が設けられており、現
像装置が位置Ｄにある時には開いている。

【００１６】現像剤カートリッジ５０の劣化現像剤回収
室５５には周回する回収通路５６が設けられており、該
回収通路５６にはく字状に捻って折り曲げられた排出管
５７が接続されている。該排出管５７の先端の回収口５
８は現像器４０内に位置している。この回収口５８は前
記補給口５３より上流側に向いており、スパイラルオー
ガ４２、４３によって攪拌・搬送されて現像器４０内を
一周した現像剤が該補給口５３によって回収されるよう
になっている。

【００１７】前記した現像装置５Ｙと同構成の現像装置
５Ｋ、５Ｃ、５Ｍを有する回転式現像装置は、現像器が
Ｄ位置にある時にフラップ５４は補給口５３を解放して
おり、必要に応じて新現像剤が現像器４０内に補給され
る。現像装置５Ｙによる感光体１上の潜像の現像が終わ
ると、回転体が回転して現像装置がＥの位置に来ると、
図示されているようにフラップ５４は半開きになると共
に、回収口５８が上を向いて排出管５７を搬送される現
像剤が逆流せずに、回収通路５６の方に流れる。この劣
化現像剤は、現像装置がＦ位置からＧ位置に至までに回
収通路５６を通って劣化現像剤回収室へ落とし込まれ
る。このように、周回する回収通路５６を設けることに
よって、回収される現像剤は現像器４０へ逆流すること
はなくなる。一方、現像装置がＧ位置からＤ位置に至
る途中で、現像剤カートリッジ５０内に設けられた図示
されていないアジテータの作用により新現像剤はケーシ
ング５１へと送られ、該ケーシング５１内のスパイラル
オーガ５２により補給口５３へと導かれる。この時、フ
ラップ５４は再び解放するので、新現像剤は現像器４０
内に補給される。

【００１８】上記のような構成を有しているフルカラー
の画像形成装置は近年ますます小型、軽量化が進み、現
像器４０も小形化されるようになってきている。またこ
れにより、該現像器に投入される現像剤量も２５０ｇ程
度で良いほどまで少量化されている。図３に、トリクル
現像方式の場合の現像剤の投入量が２５０ｇ時における
トナー量の変化を示す。図７を併せて見れば明らかなよ
うに、装置出荷時のトナー量は、トナー濃度ＴＣが８％
であるので、２０ｇであり、３０００枚をプリントした
時にはトナー濃度は５％であるので、トナー量は１２．
５ｇとなる。

【００１９】上記のような小型の現像器４０を用いて通
常の画像密度、例えば５％の画像密度の画像をプリント
すると、図４に示されているように、プリント用紙５枚
につき１秒間現像剤を補給すれば、多数枚連続してプリ
ントしても十分な濃度でプリントすることができる。し
かしながら、大きな画像密度、例えば３０％の画像密度
の画像をプリントすると、プリント用紙１０枚につき２
秒間のトナー補給を５回、間欠的に行って、大量のトナ
ー補給をしても、図５に示されているように、最初の１
０枚程はプリント濃度が低下し、それ以降は濃度が上昇
して正常な状態に復帰することが分かる。

【００２０】この現象が起きるのは、本発明者の実験の
結果、次のような理由によることが分かった。すなわ
ち、画像密度の大きな画像をプリントし始めると、これ
に必要なトナーが大量に現像器に補給され始めるが、該
大量補給を開始されたトナーが現像器内のマグネットロ
ールに到達するまでに、現像器中にあったトナーが大量
に感光体に供給され、現像器は一時的にトナー不足の状
態になる。このため、一時的にプリント濃度が低下する
が、前記大量補給されたトナーがマグネットロールに到
達し感光体に供給され始めると、前記トナー不足は解消
し、プリント濃度は正常な状態に回復する。

【００２１】本発明者はさらに実験を続けた結果、現像
機内のトナー量が常に２０ｇ以上あれば、画像密度の大
きな画像をプリントしても前記したような濃度が低下す
る問題が生じないことをつきとめた。

【００２２】そこで、本発明者は、現像機内の現像剤量
が、図６に示されているような特性になるように制御す
れば、現像機内のトナー量が常に２０ｇ以上となり、ど
の時点で画像密度の大きな画像を連続してプリントされ
ても、濃度不足が生じないことを発明した。

【００２３】すなわち、装置の出荷時（プリント枚数＝
０）には現像機内の現像剤量が例えば２５０ｇとし、プ
リント枚数が１００００枚程度になった時に現像機内の
現像剤量が例えば４００ｇ程度になり、以降はその状態
が維持されるようにした。

【００２４】このようにすると、プリント枚数＝０の時
には現像剤は新しく劣化していないので、トナー濃度Ｔ
Ｃ＝８％であり、トナー量は２０ｇとなる。プリント枚
数＝５０００枚の時には、やや劣化しトナー濃度ＴＣ＝
７％となりトナー量は２４ｇとなる。また、プリント枚
数＝１００００枚の時には、トナー濃度ＴＣ＝６％とな
り、トナー量は２４ｇとなる。それ以降は、回収される
現像剤と補給される現像剤量とがバランスして、現像剤
量は４００ｇ程度となり、またトナー濃度ＴＣ＝５％と
なるので、トナー量は２０ｇとなる。

【００２５】なお、前記現像器内の現像剤量は、現像剤
の劣化度合いにより、４００ｇ以上としたり以下とした
りすることができる。また、該現像器内の現像剤量は、
補給する現像剤のトナーとキャリアの比率により増減す
ることができる。さらに、現像剤の色により劣化度合い
は違ってくるから、該現像器内の現像剤量は現像剤の色
によっても増減することができる。

【００２６】前記した図６の特性を実現する一実施形態
として、前に図２で説明した現像器内に設けた排出管５
７の先端の回収口５８の高さを最適化することにより、
前記図６の特性を実現した。

【００２７】以上の実施形態によれば、トリクル現像方
式の長所を最大限に生かし、現像機に大きな構成変更を
加えることなしに実現できる。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１〜８の発明によれば、現像器が使用を開始された後に
も、その使用前に設定された現像特性を維持することが
できる。また、現像器が使用を開始された後のトナー量
がその使用前に投入された現像剤に含まれるトナー量以
上になるので、画像密度が通常の原稿を多数枚連続して
プリントした場合は勿論のこと、画像密度の高い原稿を
多数枚連続してプリントしてもプリントの濃度が低下し
ないようにすることができる。

【００２９】請求項９、１０の発明によれば、画像密度
の高い多色原稿を多数枚連続してプリントしても、多色
プリントの濃度が低下しないようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を使用して好適なフルカラープリンタ
の概略の構成図である。

【図２】図１の現像アセンブリの一具体例の構成図で
ある。

【図３】現像器内現像剤のトナー量の変化を示すグラ
フである。

【図４】通常の画像密度の原稿を多数枚連続してプリ
ントした時の画像濃度を示すグラフである。

【図５】高い画像密度の原稿を多数枚連続してプリン
トした時の画像濃度を示すグラフである。

【図６】本発明の一実施形態の現像器内現像剤量の変
化を示すグラフである。

【図７】トリクル現像方式と通常の二成分現像方式の
現像剤特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１…感光体、３…帯電ロール、４…露光装置、５…現像
アセンブリ、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ…現像装置、６…
濃度センサ、７…転写ロール、８…クリーナ装置、７…
転写ロール、９…ベルト、１０、１１、１２、１３…ロ
ール、１４…第２転写ロール、３０…回転体、３１…ア
ーム、４０…現像器、４１…マグネットロール、４２、
４３…スパイラルオーガ、４４…現像剤、５０…現像剤
カートリッジ、５１…ケーシング、５２…スパイラルオ
ーガ、５３…補給口、５４…フラップ、５５…劣化現像
剤回収室、５６…回収通路、５７…排出管、５８…回収
口。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともトナーとキャリアからなる現
像剤を現像器に補給し、過剰になった現像剤を該現像器
内から回収するように構成された現像装置において、該現像器内の現像剤量が、該現像器の使用に従って、そ
の使用前に投入された現像剤量から予定量まで増加する
ようにするための現像剤量調整手段を設けたことを特徴
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、前記現像器内には静電潜像担持体に現像剤を供給するた
めの現像ロールを備え、前記現像器にその使用前に投
入される現像剤量は、少なくとも該現像機内の現像剤を
循環させながら前記現像ロール表面に均一な現像剤層を
軸方向に形成できる量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、前記現像器内の使用後の現像剤に含まれるトナー量は、
該現像器の使用前に投入された現像剤に含まれるトナー
量以上であることを特徴とする現像装置。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の現像装
置において、前記現像器内から現像剤を排出する現像剤排出口の高さ
を調整して、前記現像器内の現像剤量が前記予定量まで
増加するようにしたことを特徴とする現像装置。
【請求項５】請求項１〜３のいずれかに記載の現像装
置において、前記現像剤を現像器に補給するための手段を有し、該手段の補給量を調整して、前記現像器内の現像剤量が
前記予定量まで増加するようにしたことを特徴とする現
像装置。
【請求項６】請求項１、および３〜５のいずれかに記
載の現像装置において、前記現像剤量の予定量を現像剤の劣化度合いにより増減
するようにしたことを特徴とする現像装置。
【請求項７】請求項１、および３〜５のいずれかに記
載の現像装置において、前記現像剤量の予定量を補給現像剤のトナーとキャリア
の比率により増減するようにしたことを特徴とする現像
装置。
【請求項８】請求項１、および３〜５のいずれかに記
載の現像装置において、前記現像剤量の予定量を現像剤の色により増減するよう
にしたことを特徴とする現像装置。
【請求項９】前記請求項１〜５のいずれかに記載の現
像器を少なくとも一つ含む複数の現像器を搭載し、該複
数の現像器を順次静電潜像担持体へ対向させて多色画像
を現像するようにしたことを特徴とする現像装置。
【請求項１０】前記請求項１〜５のいずれかに記載の
現像器を少なくとも一つ含む複数の現像器を回転移動可
能に保持し、順次静電潜像担持体へ対向させて多色画像
を現像するようにしたことを特徴とする現像装置。