JP2002278300A - Toner supply system of electrophotographic device - Google Patents
Toner supply system of electrophotographic deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、不揮発性を示す高
粘度で高濃度の液体トナーを用いる電子写真装置のトナ
ー供給方式に関し、特に、現像ローラに均一な現像液を
印刷幅全面にわたって塗布できるようにするトナー供給
方式に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a toner supply system for an electrophotographic apparatus using a non-volatile, high-viscosity, high-concentration liquid toner, and more particularly, to a uniform developing solution applied to a developing roller over the entire printing width. And a toner supply method.
【0002】[0002]
【従来の技術】シリコーンオイルなどに高濃度のトナー
を分散させることで構成される高粘度で高濃度の現像液
を用いる電子写真装置においては、液体トナーは現像ロ
ーラや現像ベルトに塗布し、これを用いて感光体上の静
電潜像を現像することになるが、高粘度で高濃度の液体
トナーは、均一にして現像ローラに塗布することが困難
であるという問題がある。2. Description of the Related Art In an electrophotographic apparatus using a high-viscosity, high-concentration developer composed of a high-concentration toner dispersed in silicone oil or the like, the liquid toner is applied to a developing roller or a developing belt. Is used to develop the electrostatic latent image on the photoreceptor, but it is difficult to uniformly apply a high-viscosity, high-concentration liquid toner to the developing roller.
【0003】図10は、本発明において使用可能の液体
トナーが有する、高粘度で高濃度の特性の一例である。
図において、横軸はせん断速度[1/S]を表し、縦軸
は、上側の図においてはせん断応力[Pa]を、また下
側の図においては粘度[mPaS]をそれぞれ示してい
る。FIG. 10 shows an example of high viscosity and high density characteristics of a liquid toner usable in the present invention.
In the figure, the horizontal axis represents the shear rate [1 / S], the vertical axis represents the shear stress [Pa] in the upper figure, and the viscosity [mPaS] in the lower figure.
【0004】高粘度で高濃度の液体トナーは、固形粒子
を液体キャリア中に分散させており、粘性特性が複雑で
ある。図10に一例として示す液体トナーは、せん断速
度の小さい領域では、トナー粘性は極めて高く見える。
低せん断速度域では、10000[mPaS]もあった
粘度が、高せん断速度域では、100[mPaS]に低
下する。これは、あるレベルの力が加わるまでは、硬く
見えるが、それを越えると突然流れ出す性質を表してい
る。降伏点が高く、フローが悪いということもできる。A high-viscosity, high-concentration liquid toner has solid particles dispersed in a liquid carrier and has complicated viscosity characteristics. The liquid toner shown as an example in FIG. 10 has a very high toner viscosity in a region where the shear rate is low.
In the low shear rate range, the viscosity was as high as 10,000 [mPaS], but decreases in the high shear rate range to 100 [mPaS]. This means that it will appear hard until a certain level of force is applied, but will suddenly flow past it. It can be said that the yield point is high and the flow is bad.
【0005】このような特性を有する液体トナーの供給
の難しさを、図11を用いて説明する。ある範囲(スパ
ン)、例えばA4幅、或いはA3幅でトナーを延ばそう
とする場合を考えると、チューブ管の内部を液体トナー
が進んでいく場合に、管の内部には、図11に示すよう
な速度プロファイルが形成されている。管壁面では速度
0、中心部で最大速度となっている。せん断速度とは、
速度プロファイルの横方向(y方向)の勾配であるか
ら、例示の場合には、壁面付近のせん断速度は大きく、
かつ中心部は小さくて、中心にはせん断速度0の部分が
存在する。このような管路に、高粘度で高濃度の液体ト
ナーを流すと、中心部はせん断速度が小さいために一体
となり、壁面のみが流れる”栓流”状態となる。The difficulty in supplying a liquid toner having such characteristics will be described with reference to FIG. Considering the case where the toner is to be spread in a certain range (span), for example, A4 width or A3 width, when the liquid toner advances inside the tube, the inside of the tube is as shown in FIG. A speed profile has been formed. The velocity is 0 at the pipe wall surface and the maximum velocity at the center. What is the shear rate?
Since the velocity profile is a gradient in the lateral direction (y-direction), in the example shown, the shear rate near the wall surface is large,
In addition, the central portion is small, and a portion having a shear rate of 0 exists at the center. When a high-viscosity, high-concentration liquid toner is caused to flow through such a conduit, the central portion is integrated because the shearing speed is low, and a "plug flow" state occurs in which only the wall surface flows.
【0006】このような状態の液体トナーを、あるスパ
ンにわたって均一に供給するために、図12に示すよう
に、パイプに穴を等間隔にあけることが考えられる。
(a)に示すように、ニュートン流体であれば、その圧
力分布は、ポンプに近いほど高くなるものの一様になる
から、穴の大きさを調整することにより、あるスパンに
わたって均一に供給することは可能である。しかし、高
粘度で高濃度の液体トナーのように、非ニュートン流体
特性の強い(粘度が高く、そのせん断速度依存性の高
い)流体の場合、(b)に示すように、それぞれの穴か
ら出てくるトナーの量が不均一になってしまうという問
題がある。これは、トナーの流れによって、パイプ内の
圧力分布が不均一になってしまうからと考えられてい
る。In order to uniformly supply the liquid toner in such a state over a certain span, it is conceivable to form holes in the pipe at equal intervals as shown in FIG.
As shown in (a), in the case of a Newtonian fluid, its pressure distribution becomes higher as it is closer to the pump, but becomes uniform. Therefore, by adjusting the size of the holes, it is possible to supply the pressure uniformly over a certain span. Is possible. However, in the case of a fluid having high non-Newtonian fluid characteristics (high viscosity and high shear rate dependence), such as a high-viscosity, high-concentration liquid toner, as shown in FIG. There is a problem that the amount of incoming toner becomes uneven. It is considered that this is because the pressure distribution in the pipe becomes uneven due to the flow of the toner.
【0007】高粘度で高濃度の液体トナーは、せん断速
度に対する粘性の依存性が極めて高い。このようなトナ
ーを、ダイナミックな搬送経路に投入すると、前述した
とおりトナーの動きにより、搬送路内部の圧力分布が影
響を受け、結果として、トナーの吐き出し量に場所的な
差異を生じ、また時間的にも不安定なものとなる。これ
は、トナーの吐き出しによる運動エネルギーが圧力とエ
ネルギー交換する結果として、流出したところの圧力は
一時的に急低下し、その後回復することにより、一種の
スティック・スリップの振動系を形成するためと考えら
れる。A high-viscosity, high-concentration liquid toner has a very high viscosity dependence on the shear rate. When such a toner is injected into a dynamic conveyance path, as described above, the pressure distribution inside the conveyance path is affected by the movement of the toner, and as a result, a spatial difference occurs in the toner discharge amount, and It is also unstable. This is because the kinetic energy due to toner discharge exchanges energy with pressure, and as a result, the pressure at the outflow drops temporarily and then recovers, forming a kind of stick-slip vibration system. Conceivable.
【0008】このような観点で、本出願人は、先に図8
に示すようなトナー供給方式を提案した(特開2000
−250318号公報)。図示したように、現像ローラ
15は、感光体10上に接触して液体現像液を供給す
る。この現像ローラ15の表面に現像液を広く伸ばし薄
層にして塗布するために、アプリケータローラ16及び
17と、ガイドフレーム18が備えられている。液体ト
ナーは、図示しないトナー容器から、トナー供給口11
を経て、2つのアプリケータローラ16、17とガイド
フレーム18により形成される空間に導入されて、そこ
の空間を液体トナーで充填する。このような構成によ
り、液体トナーは静的に閉じこめられて、圧力がトナー
全体に均一にかかる状態でトナーは、押し広げられ、印
刷領域全般に行き渡らせることができる。[0008] From such a viewpoint, the present applicant has previously described FIG.
(Japanese Patent Laid-Open No. 2000-2000)
-250318). As illustrated, the developing roller 15 contacts the photoreceptor 10 to supply a liquid developer. Applicator rollers 16 and 17 and a guide frame 18 are provided in order to spread the developing solution on the surface of the developing roller 15 and apply it in a thin layer. The liquid toner is supplied from a toner container (not shown) to the toner supply port 11.
Is introduced into the space formed by the two applicator rollers 16, 17 and the guide frame 18, and the space is filled with the liquid toner. With such a configuration, the liquid toner is statically confined, and the toner can be spread and spread over the entire printing area while the pressure is uniformly applied to the entire toner.
【0009】しかし、図示の構成は、少なくとも2つの
アプリケータローラ及び複雑な形状のガイドフレームを
必要とする等、構成が複雑かつ大がかりなものとなり、
装置の小型化には障害となる。However, the configuration shown is complicated and large, requiring at least two applicator rollers and a guide frame having a complicated shape.
This is an obstacle to miniaturization of the device.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事情に
鑑みてなされたものであって、不揮発性を示す高粘度で
高濃度の液体トナーを用いる電子写真装置におけるよう
な、流れの悪い液体においても、簡単な構成で装置の小
型化を可能とし、かつ、均一にトナーを印刷幅全面にわ
たって供給することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and is directed to a liquid having a poor flow, such as an electrophotographic apparatus using a non-volatile, high-viscosity, high-concentration liquid toner. Another object of the present invention is to make it possible to reduce the size of the apparatus with a simple configuration and to supply toner uniformly over the entire printing width.
【0011】また、本発明は、良好な画像を形成するの
に十分なトナーの供給を保証し、かつ現像器からのトナ
ー漏れ、トナーのよどみの無い構造を提供することを目
的としている。Another object of the present invention is to provide a structure which guarantees a sufficient supply of toner to form a good image and prevents toner from leaking from a developing unit and stagnation of toner.
【0012】また、本発明は、トナーの排出口を設け、
過大供給された場合においてもトナーを回収し、供給ボ
トルに循環させ、トナーの再利用を行うことにより、全
体的なトナーの消費量も抑えることを目的としている。Further, the present invention provides a toner discharge port,
Even when the toner is excessively supplied, the toner is collected, circulated to a supply bottle, and reused, so that the overall toner consumption is suppressed.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明の基本的な考え方
は、不揮発性を示す高粘度で高濃度のトナーのような複
雑な粘弾性挙動をもつトナーについて、その特性を詳細
に分析し、実験的にも検証することによって得られたも
のである。この問題を解決するため、トナーを静的に閉
じこめ、圧力がトナー全体に均−にかかる状態でトナー
を押し広げ、印刷領域全般に行き渡らせるために、トナ
ーを閉じこめるための特別な入れ物を設計し、その内部
に一定の圧力でトナーを充填していき、ある圧力に達し
たときに供給を停止する手段を構築した。図9は、トナ
ーを静的に閉じこめた圧力容器内部の圧力分布を示す図
である。図示したように、圧力分布は閉じこめられた容
器内部では一定となる。The basic idea of the present invention is to analyze in detail the characteristics of a toner having a complicated viscoelastic behavior such as a high-viscosity, high-concentration toner exhibiting non-volatility, It was obtained by experimental verification. To solve this problem, special containers have been designed to contain the toner statically, to spread the toner evenly with pressure evenly over the toner, and to spread throughout the print area. Then, a means for filling the toner with a constant pressure into the inside thereof and stopping the supply when a certain pressure is reached was constructed. FIG. 9 is a diagram illustrating a pressure distribution inside the pressure container in which the toner is statically enclosed. As shown, the pressure distribution is constant inside the confined vessel.
【0014】本発明の不揮発性を示す高粘度で高濃度の
液体トナーを現像ローラに供給する電子写真装置のトナ
ー供給方式は、現像ローラに接触して回転することによ
り液体トナーを該現像ローラに供給する供給ローラと、
該供給ローラの表面に液体トナーを供給する供給手段と
を備える。この供給手段は、供給ローラの幅方向長さを
越える長さと、該供給ローラの円周方向の一部を覆う幅
とを有し、かつ、該供給ローラ表面との間にスペースを
あけて配置すると共に、該スペースを密閉したトナー供
給皿を備えて、そのスペースに液体トナーを供給するよ
う構成される。さらに、スペース内部の圧力を検知する
手投を備え、トナーの供給による容器内部の圧力上昇を
検知して供給を停止するよう制御する。これにより、せ
ん断速度に依存して粘性の極端に変化するトナーであっ
ても、領域全体に対して確実にトナ−を供給することが
可能となる。According to the toner supply system of the present invention for supplying a non-volatile high-viscosity, high-concentration liquid toner to a developing roller, the liquid toner is supplied to the developing roller by rotating while being in contact with the developing roller. A supply roller for supplying;
Supply means for supplying liquid toner to the surface of the supply roller. The supply means has a length exceeding the width in the width direction of the supply roller, a width covering a part of the supply roller in a circumferential direction, and is arranged with a space between the supply roller and the surface thereof. And a toner supply tray having the space sealed, and configured to supply liquid toner to the space. Further, a manual operation for detecting the pressure inside the space is provided, and the supply is stopped by detecting an increase in the pressure inside the container due to the supply of the toner. As a result, even if the viscosity of the toner varies extremely depending on the shear rate, the toner can be reliably supplied to the entire area.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、実施の形態に従って本発明
を詳細に説明する。図1に、本発明を適用することので
きる液体トナーを用いる電子写真装置の全体構成を図示
する。図示したように、電子写真装置は主要構成部材と
して、感光体と、帯電器と、露光装置と、色毎の現像機
(2つのみ図示)と、中間転写体IMRと、バックアッ
プローラとを備える。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail according to embodiments. FIG. 1 shows the overall configuration of an electrophotographic apparatus using a liquid toner to which the present invention can be applied. As illustrated, the electrophotographic apparatus includes, as main components, a photoconductor, a charger, an exposure device, a developing machine for each color (only two are shown), an intermediate transfer body IMR, and a backup roller. .
【0016】帯電器は、感光体を約700Vに帯電させ
る。露光装置は、780nmの波長を持つレーザ光を使
って感光体を露光することで、露光部分の電位が約10
0Vとなる静電潜像を感光体に形成する。The charger charges the photoreceptor to about 700V. The exposure apparatus exposes the photoreceptor using a laser beam having a wavelength of 780 nm, so that the potential of the exposed portion becomes about 10
An electrostatic latent image of 0 V is formed on the photoconductor.
【0017】現像機は、通常、イエロー/マゼンタ/シ
アン/ブラックに対応付けて設けられ、約400V(E
1)にバイアスされ、かつ、トナー粘度が400〜40
00mPa・Sで、キャリア粘度が20cStを持つ液
体トナーを用いて、現像ローラに2〜3μmの厚さのト
ナー層を形成する。現像ローラは、感光体との間の電界
に従って、正に帯電しているそのトナー粒子を感光体に
供給することで、約100Vに帯電される感光体の露光
部分(あるいは未露光部分)にトナー粒子を付着させ
る。The developing machines are usually provided in association with yellow / magenta / cyan / black and have a developing device of about 400 V (E
1) and the toner viscosity is 400 to 40
Using a liquid toner having a carrier viscosity of 20 cSt at 00 mPa · S, a toner layer having a thickness of 2 to 3 μm is formed on the developing roller. The developing roller supplies the toner particles, which are positively charged, to the photosensitive member according to the electric field between the photosensitive member and the toner. Attach the particles.
【0018】中間転写体IMRは、約−800V(E
2)にバイアスされて、感光体との間の電界に従って、
感光体に付着されたトナーを転写する。この中間転写体
IMRは、先ず最初に、例えば、感光体に付着されるイ
エローのトナーを転写し、続いて、感光体に付着される
マゼンタのトナーを転写し、続いて、シアンのトナーを
転写し、続いて、ブラックのトナーを転写することにな
る。The intermediate transfer member IMR is about -800 V (E
2) biased according to the electric field between the photoreceptor and
The toner attached to the photoconductor is transferred. The intermediate transfer member IMR firstly transfers, for example, yellow toner adhered to the photoreceptor, subsequently transfers magenta toner adhered to the photoreceptor, and subsequently transfers cyan toner. Then, the black toner is transferred.
【0019】中間転写体IMRに付着されたトナーは、
図示しない加熱装置により加熱されて溶融される。バッ
クアップローラは、溶融された中間転写体IMR上のト
ナーを印刷媒体に転写して定着させる。The toner attached to the intermediate transfer member IMR is
It is heated and melted by a heating device (not shown). The backup roller transfers the fused toner on the intermediate transfer member IMR to a print medium and fixes it.
【0020】図2〜図4は、現像ローラへのトナー供給
構成を例示する図である。図2は、トナー供給構成の全
体を断面図で示し、図3は、図2に示したトナー供給構
成からシールのみを取り出して示す図であり、そして、
図4は、トナー循環を説明するための図である。FIGS. 2 to 4 are diagrams illustrating the configuration of supplying toner to the developing roller. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the entire toner supply configuration, FIG. 3 is a view showing only the seal taken out of the toner supply configuration shown in FIG. 2, and
FIG. 4 is a diagram for explaining toner circulation.
【0021】現像ローラへの表面には、その接触部にお
いて表面が同方向に移動するパターンドローラから供給
される。パターンドローラ(例えばアサヒロールのアニ
ロックスローラ)は、例えば、円周方向に対して角度を
持った斜めの溝状ラインを、1インチ当たり100〜3
50線設けたライン状、或いはさらにそのラインに交差
する方向のラインをも加えて格子状にした細かいパター
ンのローラである。このようなパターンドローラの溝を
利用して搬送することにより、溝の数及び溝の大きさ
(断面積)のみにより制限される一定量のトナーを供給
することが可能となる。なお、溝に囲まれた領域をセル
と言う。このパターンドローラへのトナーの供給は、ト
ナー供給皿内のトナーから行われる。トナー供給皿は、
図示したように、パターンドローラの幅方向長さを越え
る長さと、該パターンドローラの円周方向の一部を覆う
幅とを有して、パターンドローラ表面との間にスペース
をあけて配置すると共に、該スペースを密閉した構成と
なっている。このスペースに液体トナーを供給すること
により、そこから、パターンドローラの表面にトナーが
供給される。The surface of the developing roller is supplied from a patterned roller whose surface moves in the same direction at the contact portion. The patterned roller (for example, an Asahi roll anilox roller) is used to form, for example, an oblique groove-like line having an angle with respect to the circumferential direction at a rate of 100 to 3 per inch.
This is a roller having a fine pattern in which 50 lines are provided, or a grid is formed by further adding lines in a direction intersecting the lines. By conveying using the grooves of such a patterned roller, it is possible to supply a fixed amount of toner limited only by the number of grooves and the size (cross-sectional area) of the grooves. Note that a region surrounded by the groove is called a cell. The supply of the toner to the patterned roller is performed from the toner in the toner supply tray. The toner supply tray is
As shown in the drawing, the pattern roller has a length exceeding the width direction length and a width covering a part of the pattern roller in the circumferential direction, and a space is provided between the pattern roller and the surface of the patterned roller. In addition to the arrangement, the space is sealed. By supplying the liquid toner to this space, the toner is supplied from there to the surface of the patterned roller.
【0022】言い換えると、トナー供給皿の開口部の蓋
をするような位置関係でパターンドローラが配置され
る。また、スペースの密閉は、パターンドローラの周囲
の隙間を、図2或いは図3に示したようなシールによっ
て、前後左右から行われる。そして、トナー供給皿を内
部のトナー圧力に抗する方向に、バネ等の弾性体を用い
てパターンドローラに対して押し付けている。In other words, the patterned rollers are arranged in such a positional relationship as to cover the opening of the toner supply tray. Further, the space is sealed from the front, rear, left and right in the gap around the patterned roller by a seal as shown in FIG. 2 or FIG. Then, the toner supply tray is pressed against the patterned roller using an elastic body such as a spring in a direction against the internal toner pressure.
【0023】ただ、単にシールするのみでは、トナーの
過剰供給により内圧が上昇し、シールから零れ落ちた
り、パターンドローラを供給ローラとして使用している
場合にトナーを過剰供給したり傾けたりすると、均しブ
レードとパターンドローラのセルの間からトナーが染み
出し、そこでトナー溜まりを形成し次回の印刷画像に影
響を与えることがある。さらに、供給皿にためておく方
式では、時間の経過とともにトナーのよどみが発生し、
画像品質にも悪影響を与える。However, if the seal is merely performed, the internal pressure rises due to the excessive supply of the toner, and the internal pressure increases. If the toner is excessively supplied or inclined when the patterned roller is used as the supply roller, the internal pressure increases. The toner may seep out from between the cells of the leveling blade and the patterned roller, where a toner pool may be formed, which may affect the next printed image. Furthermore, in the method in which the toner is stored on the supply tray, stagnation of the toner occurs over time,
It also has an adverse effect on image quality.
【0024】そこで、スペース内部の圧力を検知して、
トナー供給を制御する。圧力検知手段として、例えば発
光ダイオードとホトダイオードから成る光学センサを用
いることができる。図示したフロート式の光学センサ
は、そのホース(一部のみ図示)が、トナー供給皿内部
の圧力を検知するようにトナー供給皿の適宜の個所にあ
けた穴に結合されている。トナー供給皿内部の圧力が上
昇すると、図示のフロートが上昇し、次に、フロート先
端部が、発光ダイオードとホトダイオードから成る光通
路を遮断するよう構成されている。光信号のオフによ
り、トナー供給皿へのトナー供給を停止するよう制御す
ることができる。このように、トナーの供給による容器
内部の圧力上昇を検知して供給を停止する手段を設ける
ことにより、印刷に必要なだけのトナーを供給すること
が可能となる。Then, by detecting the pressure inside the space,
Controls toner supply. As the pressure detecting means, for example, an optical sensor including a light emitting diode and a photodiode can be used. In the illustrated float type optical sensor, a hose (only a part is shown) is connected to a hole formed at an appropriate position of the toner supply tray so as to detect a pressure inside the toner supply tray. When the pressure inside the toner supply tray rises, the float shown rises, and then the float tip is configured to block the light path composed of the light emitting diode and the photodiode. It is possible to control to stop the toner supply to the toner supply tray by turning off the optical signal. As described above, by providing the means for detecting the pressure increase inside the container due to the supply of the toner and stopping the supply, it is possible to supply only the toner necessary for printing.
【0025】トナー供給皿を密閉する横造としてのシー
ル1〜3について、図3を参照してさらに説明する。ト
ナー供給皿とパターンドローラの間に形成される開口部
のうち、シール1とシール2は、その前後方向をシーリ
ングし、そして、シール3は、左右方向からシーリング
を行う。シール3はシート状にして、パターンドローラ
の回転部分と、その両側に位置して回転部分を支える固
定フランジとの間に挿入される。このようなシーリング
により、トナーにローラ幅方向へ圧力的な延伸の力を与
えることにより、容器内へのトナーの充填を保証するこ
とができる。The horizontal seals 1-3 for hermetically sealing the toner supply tray will be further described with reference to FIG. Among the openings formed between the toner supply tray and the patterned roller, the seal 1 and the seal 2 seal the front-back direction, and the seal 3 seals from the left-right direction. The seal 3 is formed in a sheet shape and inserted between a rotating portion of the patterned roller and fixed flanges located on both sides thereof and supporting the rotating portion. By applying sealing force to the toner in the roller width direction by such sealing, the filling of the toner in the container can be ensured.
【0026】シールの材料として、耐磨耗性と密閉精度
を保証するために硬度60°以下のウレタンゴムを使用す
ることができる。また、シールの材料として、密閉精度
を保証するためにスポンジを使用することができる。た
だし、この場合、トナーの染みだしを防ぐために、独立
発泡のスポンジを使用することが望ましい。また、シー
ルの材料として、ローラとの摩擦の少ないポリエステル
シートを使用することができる。As a material for the seal, urethane rubber having a hardness of 60 ° or less can be used in order to guarantee abrasion resistance and sealing accuracy. Further, as a material for the seal, a sponge can be used to ensure sealing accuracy. However, in this case, it is desirable to use a sponge of independent foaming in order to prevent toner seepage. In addition, as a material for the seal, a polyester sheet having little friction with the roller can be used.
【0027】パターンドローラ上において、トナー供給
皿からの出口側には、均しブレードを設け、ばね弾性に
より一定の圧力でパターンドローラに装着される。これ
によって、現像ローラ上にトナーを均一に搬送・供給す
ることができる。On the patterned roller, a leveling blade is provided on the outlet side from the toner supply tray, and is mounted on the patterned roller at a constant pressure by spring elasticity. Thus, the toner can be uniformly conveyed and supplied onto the developing roller.
【0028】次に、トナー循環について、図4を参照し
て説明する。図示したように、トナー供給皿の両サイド
部にトナーを流す排出口を設けると共に、中央部から供
給口が設けられる。トナー注入による供給部の圧力を検
知して、供給部が一定圧力以上になると排出口からトナ
ーを排出し、圧力を一定に保つ。この余分に排出された
トナーは、トナーボトルに戻し、循環させることにより
トナーの消費量を軽減することができる。このように、
トナー供給皿中央部からトナーを注入し、液体トナーの
流動性と搬送ローラの回転を利用して、現像ローラに広
域に渡ってトナーを供給することができる。トナー供給
皿内のトナー通路として、パターンドローラと供給皿の
ギャップ間のほかに、供給皿の底にローラ幅方向に溝を
掘って、トナーの流動性をより高めた構造にすることが
できる。Next, toner circulation will be described with reference to FIG. As shown in the figure, a discharge port for flowing toner is provided on both sides of the toner supply tray, and a supply port is provided from the center. The pressure of the supply unit due to the toner injection is detected, and when the pressure of the supply unit exceeds a certain pressure, the toner is discharged from the discharge port and the pressure is kept constant. The excessively discharged toner is returned to the toner bottle and circulated, so that the amount of consumed toner can be reduced. in this way,
The toner can be supplied to the developing roller over a wide area by injecting the toner from the center of the toner supply tray and using the fluidity of the liquid toner and the rotation of the transport roller. In addition to the gap between the patterned roller and the supply tray as a toner passage in the toner supply tray, a groove can be dug in the width direction of the roller at the bottom of the supply tray to provide a structure in which the fluidity of the toner is further improved. .
【0029】図5は、トナー供給皿の構成を例示する図
である。図示の例は、断面円弧形状にして、パターンド
ローラとは一定のギャップを形成するように配置され
る。図示したように、トナー供給は、必ずしも供給皿の
中央から行う必要はなく、左右両端部のうちのいずれか
の端部において、幅方向の一端の底面もしくは側面から
供給して、反対の端部において底面もしくは側面から排
出することができる。FIG. 5 is a diagram illustrating the configuration of the toner supply tray. In the example shown in the drawing, the section is formed in an arc shape, and is arranged so as to form a constant gap with the patterned roller. As shown in the drawing, the toner supply does not necessarily have to be performed from the center of the supply tray. At the bottom or side.
【0030】電子写真装置は、色毎の現像機、色毎のト
ナー供給構成を有しており、これら複数の装置を狭いス
ペースに取り付ける必要がある。そのために、トナー供
給皿の全てをトナー供給ローラ下部に水平に取り付ける
というのは困難である。本発明では、トナーのよどみを
なくすためトナーを循環させ、現像ローラへ均一で安定
にトナーを供給するだけでなく、現像ローラへトナーを
安定に供給する供給ローラとトナー供給皿の密封性を高
めたために、図6に示すように傾斜させて、任意の位置
に、供給皿を取り付けることができる。これによって、
装置の小型化を達成することができる。The electrophotographic apparatus has a developing device for each color and a toner supply structure for each color, and it is necessary to mount these devices in a narrow space. For this reason, it is difficult to mount the entire toner supply tray horizontally below the toner supply roller. In the present invention, the toner is circulated in order to eliminate the stagnation of the toner, and not only is the toner supplied uniformly and stably to the developing roller, but also the sealing property of the supply roller and the toner supply tray that supplies the toner stably to the developing roller is improved. For this reason, the supply tray can be attached at any position by being inclined as shown in FIG. by this,
The size of the device can be reduced.
【0031】また、パターンドローラを使用した場合
に、そのセルと均しブレード間からの漏れに対しては、
図7に示すようにその回転方向で下流側にもうひとつの
ブレードを用意することにより、パターンドローラのセ
ルから漏れ出したトナーを掻き取り、画質への影響を防
ぐことができる。When a patterned roller is used, leakage from the cell and the leveling blade is prevented by
By preparing another blade on the downstream side in the rotation direction as shown in FIG. 7, the toner leaking from the cells of the patterned roller can be scraped and the effect on the image quality can be prevented.
【0032】さらには、供給ローラとしてセルを持った
パターンドローラを使用する場合に、均しブレードから
漏れ出すトナーをもトナータンクに戻し、循環させるこ
とにより、トナー消費量を最小限に抑えることができ
る。Further, when a patterned roller having cells is used as a supply roller, toner leaking from the leveling blade is also returned to the toner tank and circulated to minimize toner consumption. Can be.
【0033】また、パターンドローラは、回転開始タイ
ミングを制御して、印刷開始前から単体で回転させ、均
しブレードとパターンドローラセルとの間から漏れ出し
たトナーを、所定の時間後に現像ローラに接触させて移
し、現像ローラの回収ブレードで除去するよう構成する
ことができる。Further, the patterned roller controls the rotation start timing to rotate alone from before the start of printing, so that the toner leaking from between the leveling blade and the patterned roller cell is removed after a predetermined time by the developing roller. , And can be configured to be removed by a collecting blade of the developing roller.
【0034】[0034]
【発明の効果】本発明は、供給ローラと供給皿を密閉す
ることにより、感光体に対しての現像機の配置角度も広
がり、装置構成の自由度をあげることができる。According to the present invention, by sealing the supply roller and the supply tray, the arrangement angle of the developing machine with respect to the photoreceptor is widened, and the degree of freedom of the apparatus configuration can be increased.
【0035】本発明は、トナー供給を循環式とすること
により供給皿内の圧力の上昇を防ぎゴムやスポンジなど
の弾性体シールからのトナー漏れを防ぐとともに、トナ
ーのよどみをなくし、画質のムラをなくすことができ
る。According to the present invention, by circulating the toner supply, the pressure in the supply tray is prevented from rising, the toner is prevented from leaking from an elastic seal such as rubber or sponge, and the stagnation of the toner is eliminated, and the unevenness of the image quality is prevented. Can be eliminated.
【図1】本発明を適用することのできる液体トナーを用
いる電子写真装置の全体構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an electrophotographic apparatus using a liquid toner to which the present invention can be applied.
【図2】トナー供給構成の全体を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the entire toner supply configuration.
【図3】図2に示したトナー供給構成からシールのみを
取り出して示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating only a seal taken out of the toner supply configuration illustrated in FIG. 2;
【図4】トナー循環を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining toner circulation.
【図5】トナー供給皿の例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a toner supply tray.
【図6】トナー供給構成を傾斜させて取り付けた例を示
す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example in which a toner supply configuration is attached at an angle.
【図7】もうひとつのブレードを備えたトナー供給構成
の例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a toner supply configuration including another blade.
【図8】本出願人が先に提案したトナー供給方式を示す
図である。FIG. 8 is a diagram showing a toner supply method proposed by the present applicant earlier.
【図9】トナーを静的に閉じこめた圧力容器内部の圧力
分布を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a pressure distribution inside a pressure container in which toner is statically enclosed.
【図10】高粘度で高濃度の液体トナーの粘弾性挙動を
示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the viscoelastic behavior of a high-viscosity, high-concentration liquid toner.
【図 11】チューブ管の内部を液体トナーが進んでいく
場合の速度プロファイルを示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a velocity profile when liquid toner advances inside a tube tube.
【図12】(a)ニュートン流体の吹き出し状態と、
(b)非ニュートン流体の吹き出し状態を示す図であ
る。FIG. 12 (a) A state of blowing Newtonian fluid,
(B) is a diagram showing a state of blowing out a non-Newtonian fluid.
【符号の説明】 10 感光体 11 トナー供給口 15 現像ローラ 16 アプリケータローラ 17 アプリケータローラ 18 ガイドフレーム[Description of Signs] 10 Photoconductor 11 Toner supply port 15 Developing roller 16 Applicator roller 17 Applicator roller 18 Guide frame
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本 悟 石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の 2 株式会社ピーエフユー内 (72)発明者 高畠 昌尚 石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の 2 株式会社ピーエフユー内 (72)発明者 市田 元治 石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の 2 株式会社ピーエフユー内 (72)発明者 岸本 靖彦 石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の 2 株式会社ピーエフユー内 (72)発明者 野崎 達夫 石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の 2 株式会社ピーエフユー内 (72)発明者 本江 雅信 石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の 2 株式会社ピーエフユー内 (72)発明者 中島 豊 石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の 2 株式会社ピーエフユー内 (72)発明者 西川 禎 石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の 2 株式会社ピーエフユー内 (72)発明者 稲本 彰彦 石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の 2 株式会社ピーエフユー内 (72)発明者 宮本 悟司 石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の 2 株式会社ピーエフユー内 Fターム(参考) 2H074 AA03 BB02 BB06 BB32 BB65 BB72 CC01 CC12 CC22 CC26 CC28 CC64 EE01 EE07 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Hongo 98 Unoki-nu 98, Unoki-cho, Kawakita-gun, Ishikawa Pref. 2 Inside PFU Co., Ltd. (72) Masataka Takahata 98 Uno-nu 98, Unoki-cho, Kawakita-gun, Ishikawa No. 2 in PFU Co., Ltd. (72) Inventor Motoharu Ichida Unoki-nu, Unoki-cho, Kawakita-gun, Ishikawa 98-2 Inventor P72 Co., Ltd. (72) Inventor Yasuhiko Kishimoto Unoki-nu, Unoki-cho, Kawakita-gun, Ishikawa 98-2, PFU Co., Ltd. (72) Inventor Tatsuo Nozaki, Unoki-cho, Kawakita-gun, Ishikawa Pref. 98 98-2 PFM Co., Ltd. (72) Inventor, Masanobu Motoe Unoki, Unoki-cho, Kawakita-gun, Ishikawa No. 98 2 PFU Co., Ltd. (72) Inventor Yutaka Nakajima No. 98 Unoki Nu, Unoki-cho, Kawakita-gun, Ishikawa Prefecture No.2 Inside PFU Co., Ltd. (72) Inventor Tadashi Nishikawa 98, Unoki-nu, Unoki-cho, Hebei-gun, Ishikawa Pref. Inside (72) Inventor Akihiko Inamoto 98, Unoki-nu, Unoki-cho, Kawakita-gun, Ishikawa Prefecture (2) Inventor Satoshi Miyamoto 98 Uno-kinu, Unoki-cho, Kawakita-gun, Ishikawa Pref. F-term (reference) 2H074 AA03 BB02 BB06 BB32 BB65 BB71 EE07
Claims (15)
ナーを現像ローラに供給する電子写真装置のトナー供給
方式において、 前記現像ローラに接触して回転することにより液体トナ
ーを該現像ローラに供給する供給ローラと、該供給ロー
ラの表面に液体トナーを供給する供給手段とを備え、 該供給手段は、前記供給ローラの幅方向長さを越える長
さと、該供給ローラの円周方向の一部を覆う幅とを有
し、かつ、該供給ローラ表面との間にスペースをあけて
配置すると共に、該スペースを密閉したトナー供給皿を
備えて、そのスペースに液体トナーを供給するよう構成
し、 該スペース内部の圧力を検知する手投を備え、トナーの
供給による容器内部の圧力上昇を検知して供給を停止す
るよう制御する、 ことから成る電子写真装置のトナー供給方式。1. A toner supply system for an electrophotographic apparatus for supplying a non-volatile, high-viscosity, high-concentration liquid toner to a developing roller, wherein the liquid toner is supplied to the developing roller by rotating while being in contact with the developing roller. A supply roller for supplying the liquid toner to a surface of the supply roller, the supply means including: a length exceeding the width of the supply roller in a width direction; A toner supply tray that has a width covering the portion and is spaced from the surface of the supply roller, and is provided with a toner supply tray in which the space is sealed to supply liquid toner to the space. And a control means for detecting a pressure increase in the container due to the supply of toner and controlling the supply to be stopped. Method.
おいて前記トナー供給皿に備えたシールにより行う請求
項1に記載の電子写真装置のトナー供給方式。2. The toner supply system according to claim 1, wherein the sealing of the space is performed by a seal provided on the toner supply tray around the space.
のウレタンゴムを使用した請求項1に記載の電子写真装
置のトナー供給方式。3. The toner supply system according to claim 1, wherein urethane rubber having a hardness of 60 ° or less is used as a material of the seal.
ポンジを使用した請求項1に記載の電子写真装置のトナ
ー供給方式。4. The toner supply method for an electrophotographic apparatus according to claim 1, wherein a closed-cell sponge is used as a material of the seal.
擦の少ないポリエステルシートを使用した請求項1に記
載の電子写真装置のトナー供給方式。5. The toner supply system according to claim 1, wherein a polyester sheet having a small friction with a roller is used as a material of the seal.
は、トナー供給皿に装着したフロート式の光学センサで
ある請求項1に記載の電子写真装置のトナー供給方式。6. The toner supply system according to claim 1, wherein the manual operation for detecting the pressure inside the space is a float-type optical sensor mounted on a toner supply tray.
流す排出口を設け、供給部が一定圧力以上になると排出
口からトナーを排出し、圧力を一定に保つよう構成した
請求項1に記載の電子写真装置のトナー供給方式。7. The toner supply tray according to claim 1, wherein a discharge port through which the toner flows is provided at a side portion of the toner supply tray, and the toner is discharged from the discharge port when the supply section has a predetermined pressure or more, and the pressure is kept constant. Toner supply system for electrophotographic apparatus.
ー供給ボトルに戻し、循環させることによりトナーの消
費量を軽減した請求項7に記載の電子写真装置のトナー
供給方式。8. The toner supply method of an electrophotographic apparatus according to claim 7, wherein the toner discharged from said discharge port is returned to a toner supply bottle and circulated to reduce the toner consumption.
入し、液体トナーの流動性と搬送ローラの回転を利用し
て、現像ローラに広域に渡ってトナーを供給する請求項
7に記載の電子写真装置のトナー供給方式。9. The electronic device according to claim 7, wherein the toner is supplied from a central portion of the toner supply tray, and the toner is supplied to the developing roller over a wide area using the fluidity of the liquid toner and the rotation of the transport roller. A toner supply system for photographic devices.
を注入し、他方のサイド部から排出して、液体トナーの
流動性と搬送ローラの回転を利用して、現像ローラに広
域に渡ってトナーを供給する請求項7に記載の電子写真
装置のトナー供給方式。10. Injecting toner from the side of the toner supply tray and discharging the toner from the other side, and using the fluidity of the liquid toner and the rotation of the conveying roller, the toner is spread over a wide area to the developing roller. A toner supply method for an electrophotographic apparatus according to claim 7.
の均しブレードを、ばね弾性により一定の圧力で前記供
給ローラに装着した請求項1に記載の電子写真装置のト
ナー供給方式。11. The toner supply system according to claim 1, wherein a leveling blade for uniformly transporting and supplying the toner is mounted on the supply roller at a constant pressure by spring elasticity.
ラを使用し、トナーの供給圧により均しブレードとパタ
ーンドローラセルの間から漏れ出したトナーを掻き取る
ブレードを下流側に備えた請求項1に記載の電子写真装
置のトナー供給方式。12. The apparatus according to claim 1, wherein a patterned roller is used as the supply roller, and a blade for scraping off toner leaking from between the leveling blade and the patterned roller cell by a toner supply pressure is provided on the downstream side. Toner supply system for electrophotographic apparatus.
をトナータンクに戻し、循環させることにより、トナー
の消費を最小限に抑えた請求項12に記載の電子写真装
置のトナー供給方式。13. The toner supply method for an electrophotographic apparatus according to claim 12, wherein the toner scraped by said blade is returned to a toner tank and circulated to minimize toner consumption.
ラを使用し、印刷開始前にパターンドローラを単体で回
転させ、均しブレードとパターンドローラセルの間から
漏れ出したトナーを現像ローラへ移し、現像ローラの回
収ブレードで除去するための回転開始タイミングを制御
する請求項1に記載の電子写真装置のトナー供給方式。14. A patterning roller is used as the supply roller, and before the start of printing, the patterning roller is rotated alone, and toner leaking from between the leveling blade and the patterned roller cell is transferred to a developing roller. 2. The toner supply system for an electrophotographic apparatus according to claim 1, wherein a rotation start timing for removing the roller by a collection blade is controlled.
トナーの流動性をより高めた構造を有する請求項1に記
載の電子写真装置のトナー供給方式。15. The toner supply method for an electrophotographic apparatus according to claim 1, wherein a groove is formed in the bottom of the toner supply tray in the width direction to further enhance the fluidity of the toner.
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JP2001077440A JP2002278300A (en) | 2001-03-19 | 2001-03-19 | Toner supply system of electrophotographic device |
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- 2001-03-19 JP JP2001077440A patent/JP2002278300A/en active Pending
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