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JP2004271554A - Developing device - Google Patents

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Publication number
JP2004271554A
JP2004271554A JP2003057964A JP2003057964A JP2004271554A JP 2004271554 A JP2004271554 A JP 2004271554A JP 2003057964 A JP2003057964 A JP 2003057964A JP 2003057964 A JP2003057964 A JP 2003057964A JP 2004271554 A JP2004271554 A JP 2004271554A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
developing device
remaining amount
developing
transparent member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003057964A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Tsunohashi
高史 角橋
Masahiko Saito
雅彦 斉藤
Takeshi Koyama
小山  剛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Appliances Inc
Original Assignee
Hitachi Home and Life Solutions Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Home and Life Solutions Inc filed Critical Hitachi Home and Life Solutions Inc
Priority to JP2003057964A priority Critical patent/JP2004271554A/en
Publication of JP2004271554A publication Critical patent/JP2004271554A/en
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  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the remaining amount sensing accuracy of a toner remaining amount sensing device in a developing device. <P>SOLUTION: Styrene resin is used as the principal material of transparent members 48a, 48b which block up sensing windows 48c, 48d disposed in side walls of a toner storage chamber 43 holding a powdery polymerized toner 42 manufactured by a polymerization method and based on styrene resin for transmitting toner remaining amount sensing light in the toner storage chamber, whereby tight adhesion of the polymerized toner by electrostatic force is suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像装置に係り、特に、粉末トナーを使用した現像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献1】
特開平1−309080号公報
【特許文献2】
特開昭55−89869号公報
【特許文献3】
特開平11−133739号号公報
【特許文献4】
特開2001−100507号公報
電子写真プリンタや電子写真複写機などの電子写真装置における現像装置に使用されている粉末トナーの多くは、所謂粉砕法により製造されている。しかしながら、粉砕法により製造される粉末トナーは、粒子径の微細化、低温定着性、高速印字における耐久性等の機能付与において限界に近づいていることから、粒子径を自在にコントロールすることができ、且つ耐久性と低温定着性を両立することができる重合法により製造する粉末トナーが脚光を浴びている。
【0003】
現像装置は、一般には、現像容器に現像剤担持体(現像ローラ)を回転自在に支持し、この現像容器に取り付けたトナー層厚規制部材を前記現像剤担持体の表面に対向させ、このトナー層厚規制部材によって前記現像剤担持体に粉末トナーの薄層を形成するように構成である。
【0004】
尚、トナー層厚規制部材は、板状のゴム保持板の先端にゴム板等の摩擦規制材を取り付けて構成し、この摩擦規制材が現像剤担持体に接触するよう設置した構成である。
【0005】
特開平1−309080号公報(特許文献1)には、ハウジングに現像剤担持体を支軸で回転自在に支承し、この支軸を基準としトナー層厚規制部材を位置決めする構成が記載されている。また、特開昭55−89869号公報(特許文献2)には、現像剤担持体とトナー層厚規制手段を連結支持する手段を設け、それらの線膨張係数を規定し位置決め精度を向上させる等の構成が記載されている。また、特開平11−133739号公報(特許文献3)には、現像装置におけるトナーの漏れ防止構造についての構成が記載されている。
【0006】
このような現像装置は、静電潜像の現像を実行すると粉末トナーを消費して残量が減少し、残量が過少になると現像能力が低下することからトナー残量検出装置を備えている。特開2001−100507号公報(特許文献4)に記載された現像装置におけるトナー残量検出装置は、現像容器内を横切るようにトナー残量検出光線を透過可能に該現像容器に設けた検出窓と該検出窓を塞ぐ透明部材を備え、現像容器の一方の外側の発光源から発出したトナー残量検出光線を前記検出窓から入射させて現像容器内を透過させて他方の外側に出射させ、これを光検出器で受光する光学式の構成であり、トナー残量検出光線を光検出器で受光できない状態では現像容器内に十分な量の粉末トナーが残存して該トナー残量検出光線を遮っていると判定し、受光量が多くなるとトナー残量検出光線を十分に遮ることができない程に粉末トナーの残存量が減少したと判定する構成である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
このような現像装置では、現像剤担持体とトナー層厚規制部材を正確に位置決めして粉末トナーの薄層を均一に形成する目的でいろいろな工夫がなされ、且つ、現像容器からのトナー漏れに関してもいろいろな工夫がなされているが、近年、高画質,高精細化のため更なる画質の均一性が求められている。
【0008】
このような要求に応じるためには、現像剤担持体とトナー層厚規制部材の性能向上,トナー漏れに対して更なる向上が要求される。
【0009】
また、メンテナンス性を考慮して、現像装置内の粉末トナーの残量についても正確な情報を提供することが必要である。
【0010】
現像装置内の粉末トナーの残量を検知する光学式のトナー残量検出装置は、重合法により製造された粉末トナーのように帯電量の高い粉末トナーを用いる現像装置では、現像容器にトナー残量検出光線を透過させる検出窓を塞ぐ透明部材の内表面に粉末トナーが強固に静電付着してしまい、トナー残量を正確に検出することが困難になることがある。
【0011】
本発明の1つの目的は、検出精度の高い光学式のトナー残量検出装置を構成することができる現像装置を提供することにある。
【0012】
具体的には、現像剤担持体(現像ローラ)に付着させて現像に使用する粉末トナーを収容しておく現像容器にトナー残量検出光線を透過させるための検出窓を塞ぐ透明部材の内面に粉末トナーが静電付着してトナー残量検出光線の透過を妨げることによる検出精度の低下を軽減することができる現像装置を提供することにある。
【0013】
本発明の他の目的は、粉末トナーが静電付着するのを軽減することができる前記透明部材を容易に実現することにある。
【0014】
本発明の更に他の目的は、粉末トナーが静電付着するのを軽減することができる前記透明部材の構成を簡素化することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明は、粉末トナーを収容する現像容器と、回転可能に設けられ、その表面に前記現像容器内の粉末トナーを付着させて該粉末トナーの薄層が形成されると共に形成された粉末トナーの薄層を静電潜像が形成された潜像保持部材に対向する位置へ搬送して前記静電潜像を現像して可視像とする現像剤担持部材と、前記現像容器内を横切るようにトナー残量検出光線を透過可能に該現像容器に設けた検出窓と該検出窓を塞ぐ透明部材を備えた現像装置において、前記検出窓を塞ぐ透明部材を前記粉末トナーの摩擦帯電特性と同様な摩擦帯電特性の材質とすることにより、粉末トナーが静電力て透明部材に強固に付着するのを防止するものである。
【0016】
更に具体的には、前記検出窓を塞ぐ透明部材の材質を前記粉末トナーの主原料と同種類の材質とすることを特徴とする。
【0017】
また、前記粉末トナーは、スチレン樹脂を主原料にして重合法により製造されるものであって、前記透明部材の材質は、スチレン樹脂であることを特徴とする。
【0018】
また、前記検出窓を塞ぐ透明部材をレンズの形態に形成したことを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0020】
図1は、本発明になる現像装置を備えた電子写真装置の縦断側面図である。
【0021】
この実施の形態の電子写真装置において、潜像保持部材である感光体(感光ベルト)1は、その表面に光導電性の感光層を形成した部材であり、支持ローラ1a〜1cによって所定の一定速度で回動させるように支持し、矢印1d方向に回動させながら表面を帯電装置2のコロナ放電に曝して一様に帯電する。
【0022】
露光装置3は、一様に帯電して回動する感光ベルト1の表面を露光して所定の色(イエローY,マゼンタM,シアンC,ブラックK)に相当する静電潜像を形成する。この露光装置3は、光ビーム3aで感光ベルト1の表面を走査露光する構成であり、パソコンやイメージスキャナなどによって生成した画像や文字情報に従ってドット単位で前記光ビーム3aを点滅させて感光ベルト1上に静電潜像を形成する。
【0023】
現像装置4(4Y,4M,4C,4K)は、重合法により製造された所定の色の粉末トナーを収容し、静電潜像に相応する色のものを選択的に感光ベルト1に近接させて該感光ベルト1の静電潜像を現像して可視像(トナー像)とする。
【0024】
中間転写体である中間転写ベルト5は、トナー像が形成されて回動する感光ベルト1の表面と接触しながら矢印5c方向に回動するように回転ドラム5aと支持ローラ5bによって支持し、感光ベルト1との接触位置において該感光ベルト1に形成されているトナー像が転写されるように設置する。この中間転写ベルト5は、感光ベルト1に形成されるトナー像を繰り返し転写して各色のトナー像を重ねることによってカラートナー像を形成するための部材である。
【0025】
給紙カセット6は、普通紙やOHP用紙などの記録媒体である記録用紙6aを収容し、中間転写ベルト5上に完成したカラートナー像が転写ローラ7の位置に進む時機に整合するようなタイミングで記録用紙6aを送り出す(矢印6b方向)。
【0026】
転写ローラ7は、給紙カセット6から送り出された記録用紙6aを中間転写ベルト5に接触させて機械的な転写圧力を付与すると共に静電的な転写力を付与して中間転写ベルト5上のカラートナー像を記録用紙6aに転写するように機能する。
【0027】
定着装置8は、加熱ローラ8aと加圧ローラ8bに捲回した加圧ベルト8cを備え、カラートナー像が転写された記録用紙6aを通過させることによってカラートナー像を加熱溶融して記録用紙6aに定着して排紙トレー9上に排出する。
【0028】
ここで、重合法によって製造される粉末トナーである重合法トナーについて説明する。重合法トナーの製造法には、懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法、界面重合法等があるが、何れの製造方法を採用しても良い。
【0029】
重合法トナーは、ワックス微粒子が存在する分散液にモノマー混合物を添加してシード乳化重合を行う第1工程と、この第1工程によって得られた重合体分散液と着色剤分散液を混合し、該分散液の粒子を凝集・加熱することにより凝集粒子を作成する第2工程と、この第2工程によって得られた凝集粒子を洗浄・乾燥し微粒子外添処理を行う第3工程の3工程で製造される。
【0030】
従来の粉砕法によるトナーの製造では、樹脂重合工程、原料混合工程、溶融混練工程、粉砕工程、分級工程、外添工程と6工程に及ぶ。
【0031】
従って、重合法トナーの製造は、工程数を大幅に削減することができ、特に製造エネルギー消費が大きい溶融混練工程と粉砕工程を削減することができることから、製造エネルギーおよび製造コストの大幅な低減を行うことができる。
【0032】
また、低融点ワックスを用い、且つこのワックス粒子存在下において乳化重合を行うことにより、低温定着性と耐久性が両立するトナーを製造することができる。このワックスは、低融点物質として公知のワックス類の中から任意のものを用いることができる。このようなワックスの具体例としては、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、共重合ポリエチレン、グラフト化ポリエチレン、グラフト化ポリプロピレン、等のオレフィン系ワックス、ベヘン酸ベヘニル、モンタン酸エステル、ステアリン酸ステアリル等の長鎖脂肪族基を有するエステル系ワックス、水添ひまし油、カルナバワックス等の植物系ワックス、ジステアリルケトン等の長鎖アルキル基を有するケトン、アルキル基、フェニル基を有するシリコーン系ワックス、ステアリン酸等の高級脂肪酸、オレイン酸アミド、ステアリン酸アミド等の高級脂肪酸アミド、長鎖脂肪酸アルコール、ペンタエリスリトール等の長鎖脂肪酸多価アルコール、及びその部分エステル体、パラフィン系ワックス、フィッシャートロプシュワックス等がある。
【0033】
これらのワックスの中で定着性を改善するためにより好ましいのは、融点が100℃以下のワックスであり、更に好ましいワックスの融点は、40〜90℃の範囲、特に好ましいのは50〜80℃の範囲である。融点が100℃を越えると定着温度低減の効果が乏しくなる。
【0034】
次に、図2及び図3を参照して4つの現像装置4(4Y〜4K)について説明する。この実施の形態における現像装置4(4Y〜4K)は、交換部品として構成される。4つの現像装置4Y〜4Kは、使用するトナーの色が異なるのみで、その他は同一構成であるので、現像装置4として説明する。
【0035】
図2は、現像装置4の縦断側面図、図3は、この現像装置4を設置した部分の平面図である。
【0036】
現像容器41は、現像に使用する粉末トナーである重合法トナー42を収容するトナー収容室43を備え、このトナー収容室43の先端開口部に現像剤担持体である現像ローラ44を備える。トナー収容室43内には、トナー搬送羽根45a〜45cと供給ローラ46を備え、トナー搬送羽根45a〜45cと供給ローラ46の回転によって重合法トナー42を現像ローラ44に向けて搬送する。供給ローラ46は、導電性弾性発泡材からなるローラであり、トナー搬送羽根45a〜45cによってトナー収容室43の前部に搬送されてきた重合法トナー42を現像ローラ44の表面に触れるように供給する。
【0037】
現像ローラ44は、駆動手段(図示省略)によって駆動されて矢印44a方向に回転する構成であり、この現像ローラ44の表面に対向させてトナー層厚規制ブレード47を設置している。そして、この現像ローラ44と接するように供給された重合法トナー42は、トナー層厚規制ブレード47によって現像に適した厚さの薄層に規制して現像ローラ44に付着させ、且つトナー層厚規制ブレード47によって摺擦することによって摩擦帯電させ、感光ベルト1に近接するように搬送することによって該感光ベルト1上の静電潜像を現像する。
【0038】
このような現像装置4は、静電潜像を現像することによって重合法トナー42が消費されることから、トナー収容室43内のトナー残量が減少する。
【0039】
この実施の形態におけるトナー残量検出装置48は、現像容器41の両側壁に設けて透明部材48a,48bで塞いでトナー漏れを防止する検出窓48c,48dを通して発光源であるLED48eから光検出器であるフォトセンサ48fに向けてトナー収容室43内を横切るようにトナー残量検出光線を透過させることにより該トナー収容室43内の重合法トナー42の残量の下限付近においてトナー残量検出光線の透過具合が変わるようにすると共に、前記透明部材48a,48bの内表面をトナー搬送羽根45cに取り付けたPET樹脂製のクリーナ48gで摺擦してクリーニングする構成である。
【0040】
透明部材48a,48bは、LED48eから発出した光線を平行光線に集光してトナー収容室43内を透過させ、フォトセンサ48fに入射するのに好ましい状態に絞り込むレンズ形態に形成し、検出窓48c,48dに圧入して取り付ける。このように透明部材48a,48bをレンズ形態としてトナー収容室43からのトナー漏れ防止と検出光線の集光及び絞り込みの機能をもたせることにより、トナー残量検出装置48の構成を簡素化することができる。但し、このようなトナー残量検出に適した平行光線を発出する機能を備えたLED(発光源)48eや平行光線を絞り込んで感知する機能を備えたフォトセンサ(光検出器)48fを使用する構成では、前記透明部材48a,48bは、平板形態のものを使用することができる。
【0041】
このように構成した現像装置4では、トナー収容室43内の重合法トナー42の残量が十分に多い状態では、トナー残量検出装置48のLED48eから検出窓48cの透明部材48aを通してトナー収容室43内に入射したトナー残量検出光線は、重合法トナー42に遮られてしまうのでフォトセンサ48fに到達することがない(フォトセンサ48fは受光しない)。従って、このフォトセンサ48fの検出信号が非受光レベルにある状態では、トナー収容室43内の重合法トナー42の残量は十分である、と判断することができる。然して、トナー収容室43内の重合トナー42の残量が下限付近まで減少すると、LED48eから検出窓48cの透明部材48aを通してトナー収容室43内に入射したトナー残量検出光線の一部が重合法トナー42に遮られずにフォトセンサ48fに到達するようになる(フォトセンサ48fが受光する)。従って、トナー収容室43内の重合法トナー42の残量が下限状態となったときのフォトセンサ48fの検出信号をトナー残量下限検出基準値として予め設定しておくことにより、制御装置によって、印字を行う毎に検出信号をトナー残量下限検出基準値と比較する制御処理を行うことにより、トナー収容室42内の重合法トナー42の残量(トナー不足)を監視することができる。
【0042】
現像装置4が稼動している間は、回転するトナー搬送羽根45cに設けたクリーナ48gによって透明部材48a,48bの内表面を摺擦してクリーニングするよう構成しているために該透明部材48a,48bに付着した重合法トナー42による検出誤差を軽減することができる。
【0043】
ところで、重合法トナー42などのように高い電位に帯電するトナーを用いる現像装置4では、このトナーが検出窓48c,48dを塞ぐ透明部材48a,48bの内表面に静電力によって強固に固着して該透明部材48a,48bの透明度を低下させてトナー残量検出光線の透過を妨げることから、トナー残量の検出精度を低下させることがある。
【0044】
そこで、この実施の形態においては、スチレン樹脂を主原料として製造した重合法トナー42を用い、検出窓48c,48dを塞ぐ透明部材48a,48bをスチレン樹脂によって形成することによって帯電系列差によって重合法トナー42と透明部材48a,48bに摩擦帯電差が発生しづらい構成として透明部材48a,48bに対する重合法トナー42の静電付着力を弱めることによりクリーナ48gによるクリーニング率を向上させた。
【0045】
このように構成することにより、現像容器41の検出窓48c,48dを塞ぐ透明部材48a,48bの内表面に付着する重合法トナー42の量を軽減して光学式のトナー残量検出精度を向上させることができる。しかも、重合法トナー42の主原料と透明部材48a,48bの材料(の種類)を同一とすることにより、摩擦帯電差の縮小を容易に実現することができる。
【0046】
【表1】

Figure 2004271554
【0047】
表1は、ポリカーボネート樹脂製の透明部材48a,48bと、この実施の形態におけるスチレン樹脂製の透明部材48a,48bを使用し、トナー収容室43に重合トナー42を充填した現像装置4におけるトナー残量検出の成功回数を調査した結果を示している。この調査結果によれば、ポリカーボネート樹脂製の透明部材48a,48bを使用した現像装置4では、試行回数10回中6回のトナー残量検出不良があるが、この実施のけいたいのようにスチレン樹脂製の透明部材48a,48bを使用した現像装置4では、試行回数10回中のトナー残量検出不良は解消している。
【0048】
【発明の効果】
本発明は、現像容器内を横切るようにトナー残量検出光線を透過させる検出窓を塞ぐ透明部材を粉末トナーの摩擦帯電特性と同様な摩擦帯電特性の材質としたことにより、透明部材に付着する粉末トナーの量を軽減して検出精度の高い光学式のトナー残量検出装置を構成することができる。
【0049】
また、前記透明部材の材質を前記粉末トナーの主原料(スチレン樹脂)と同種類の材質(スチレン樹脂)とすることにより、前記透明部材を容易に実現することができる。
【0050】
また、前記透明部材をレンズの形態に形成してトナー漏れとトナー残量検出光線の整形に兼用することにより、透明部材の構成を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明になる現像装置を備えた電子写真装置の縦断側面図である。
【図2】本発明になる現像装置の縦断側面図である。
【図3】図2に示した現像装置を設置した部分の平面図である。
【符号の説明】
1…感光ベルト、4(4Y,4M,4C,4K)…現像装置、42…重合法トナー、43…トナー収容室、44…現像ローラ、45a,45b,45c…トナー搬送羽根、48…トナー残量検出装置、48a,48b…透明部材、48c,48d…検出窓、48e…LED、48f…フォトセンサ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a developing device, and more particularly, to a developing device using powder toner.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-309080 [Patent Document 2]
JP-A-55-89869 [Patent Document 3]
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-133739 [Patent Document 4]
Many of the powder toners used in a developing device in an electrophotographic apparatus such as an electrophotographic printer and an electrophotographic copying machine are manufactured by a so-called pulverizing method. However, the powder toner produced by the pulverization method is approaching its limit in providing functions such as finer particle size, low-temperature fixability, and durability in high-speed printing, so that the particle size can be freely controlled. Powder toners produced by a polymerization method capable of satisfying both durability and low-temperature fixability have been spotlighted.
[0003]
In general, a developing device rotatably supports a developer carrying member (developing roller) in a developing container, and a toner layer thickness regulating member attached to the developing container is opposed to the surface of the developer carrying member. It is configured such that a thin layer of the powder toner is formed on the developer carrying member by a layer thickness regulating member.
[0004]
Note that the toner layer thickness regulating member is configured by attaching a friction regulating material such as a rubber plate to the tip of a plate-like rubber holding plate, and is provided so that the friction regulating material comes into contact with the developer carrying member.
[0005]
JP-A-1-309080 (Patent Document 1) describes a configuration in which a developer carrier is rotatably supported on a housing by a support shaft, and a toner layer thickness regulating member is positioned based on the support shaft. I have. Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-89869 (Patent Document 2) provides means for connecting and supporting a developer carrying member and a toner layer thickness regulating means to regulate their linear expansion coefficients and improve positioning accuracy. Is described. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-133739 (Patent Document 3) describes a configuration of a structure for preventing leakage of toner in a developing device.
[0006]
Such a developing device includes a toner remaining amount detecting device because when the development of the electrostatic latent image is performed, the powder toner is consumed and the remaining amount is reduced, and when the remaining amount is too small, the developing capability is reduced. . Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-100507 (Patent Document 4) discloses a detection device for a remaining amount of toner in a developing device, which is provided in the developing container so as to be able to transmit a light beam for detecting the amount of remaining toner so as to cross the inside of the developing container. And a transparent member that closes the detection window, and the toner remaining amount detection light emitted from the light emission source on one outside of the developing container is made to enter the detection window, pass through the inside of the developing container, and is emitted to the outside of the other, This is an optical configuration that receives the light with a photodetector. In a state where the light beam for detecting the remaining amount of toner cannot be received by the photodetector, a sufficient amount of powder toner remains in the developing container and the light beam for detecting the remaining toner amount is generated. The configuration is such that it is determined that the light is blocked, and when the amount of received light increases, it is determined that the remaining amount of the powder toner has decreased so that the toner remaining amount detection light beam cannot be sufficiently blocked.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In such a developing device, various measures are taken for the purpose of accurately positioning the developer carrying member and the toner layer thickness regulating member to uniformly form a thin layer of the powdered toner, and to reduce toner leakage from the developing container. However, in recent years, further uniformity of image quality has been demanded for high image quality and high definition.
[0008]
In order to meet such requirements, the performance of the developer carrying member and the toner layer thickness regulating member must be improved, and the toner leakage must be further improved.
[0009]
In addition, it is necessary to provide accurate information on the remaining amount of the powder toner in the developing device in consideration of maintainability.
[0010]
An optical toner remaining amount detecting device that detects the remaining amount of the powder toner in the developing device is a developing device that uses a high-charged powder toner such as a powder toner manufactured by a polymerization method. In some cases, the powder toner is strongly electrostatically adhered to the inner surface of the transparent member that blocks the detection window that transmits the amount detection light beam, and it may be difficult to accurately detect the remaining amount of toner.
[0011]
An object of the present invention is to provide a developing device that can constitute an optical toner remaining amount detecting device with high detection accuracy.
[0012]
More specifically, the inner surface of a transparent member that closes a detection window for transmitting a light beam for detecting the amount of toner remaining in a developing container that holds powder toner used for development by being attached to a developer carrier (developing roller). It is an object of the present invention to provide a developing device capable of reducing a decrease in detection accuracy due to electrostatic adhesion of powder toner and hindering transmission of a toner remaining amount detection light beam.
[0013]
Another object of the present invention is to easily realize the transparent member capable of reducing the electrostatic adhesion of the powder toner.
[0014]
Still another object of the present invention is to simplify the configuration of the transparent member capable of reducing the electrostatic adhesion of the powder toner.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a developing container containing a powder toner, and a rotatable, powder toner in the developing container attached to the surface of the developing container to form a thin layer of the powder toner, and the formed powder toner. A developer carrying member that transports the thin layer to a position facing the latent image holding member on which the electrostatic latent image is formed and develops the electrostatic latent image to make it a visible image; In a developing device provided with a detection window provided in the developing container so as to be able to transmit a toner remaining amount detection light beam and a transparent member closing the detection window, the transparent member closing the detection window has the same frictional charging characteristics as the powder toner. By using a material having a triboelectric charging characteristic, it is possible to prevent the powder toner from firmly adhering to the transparent member due to electrostatic force.
[0016]
More specifically, the material of the transparent member closing the detection window is made of the same kind of material as the main raw material of the powder toner.
[0017]
Further, the powder toner is manufactured by a polymerization method using a styrene resin as a main raw material, and a material of the transparent member is a styrene resin.
[0018]
Further, the transparent member for closing the detection window is formed in the form of a lens.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 is a longitudinal sectional side view of an electrophotographic apparatus provided with a developing device according to the present invention.
[0021]
In the electrophotographic apparatus according to the present embodiment, a photoconductor (photosensitive belt) 1 as a latent image holding member is a member having a photoconductive photosensitive layer formed on a surface thereof, and has a predetermined constant value by supporting rollers 1a to 1c. It is supported so as to rotate at a speed, and the surface is exposed to corona discharge of the charging device 2 while rotating in the direction of the arrow 1d to uniformly charge.
[0022]
The exposure device 3 exposes the surface of the photosensitive belt 1 that is uniformly charged and rotates to form an electrostatic latent image corresponding to a predetermined color (yellow Y, magenta M, cyan C, black K). The exposure device 3 scans and exposes the surface of the photosensitive belt 1 with a light beam 3a, and blinks the light beam 3a dot by dot in accordance with an image or character information generated by a personal computer, an image scanner, or the like. An electrostatic latent image is formed thereon.
[0023]
The developing device 4 (4Y, 4M, 4C, 4K) stores powder toner of a predetermined color manufactured by a polymerization method, and selectively brings a color corresponding to an electrostatic latent image close to the photosensitive belt 1. Then, the electrostatic latent image on the photosensitive belt 1 is developed into a visible image (toner image).
[0024]
The intermediate transfer belt 5, which is an intermediate transfer member, is supported by the rotating drum 5a and the support roller 5b so as to rotate in the direction of arrow 5c while contacting the surface of the photosensitive belt 1 on which the toner image is formed and rotating. The photosensitive belt 1 is installed such that a toner image formed on the photosensitive belt 1 is transferred at a contact position with the belt 1. The intermediate transfer belt 5 is a member for forming a color toner image by repeatedly transferring a toner image formed on the photosensitive belt 1 and superimposing toner images of respective colors.
[0025]
The paper feed cassette 6 contains recording paper 6 a which is a recording medium such as plain paper or OHP paper, and has a timing such that the completed color toner image on the intermediate transfer belt 5 is aligned with the timing of moving to the position of the transfer roller 7. Sends out the recording paper 6a (in the direction of arrow 6b).
[0026]
The transfer roller 7 contacts the intermediate transfer belt 5 with the recording paper 6 a sent from the paper feed cassette 6 to apply a mechanical transfer pressure and also applies an electrostatic transfer force to the intermediate transfer belt 5 so that the recording paper 6 a It functions to transfer the color toner image to the recording paper 6a.
[0027]
The fixing device 8 includes a heating roller 8a and a pressure belt 8c wound around a pressure roller 8b, and heats and melts the color toner image by passing the recording paper 6a onto which the color toner image has been transferred, thereby forming the recording paper 6a. And is discharged onto the discharge tray 9.
[0028]
Here, a polymerization toner which is a powder toner manufactured by a polymerization method will be described. As a method for producing the polymerization toner, there are a suspension polymerization method, an emulsion polymerization method, a dispersion polymerization method, an interfacial polymerization method and the like, and any production method may be employed.
[0029]
The polymerization method toner is a first step in which a monomer mixture is added to a dispersion in which wax fine particles are present to perform seed emulsion polymerization, and the polymer dispersion and the colorant dispersion obtained in the first step are mixed, A second step of preparing aggregated particles by aggregating and heating the particles of the dispersion, and a third step of washing and drying the aggregated particles obtained in the second step and externally adding the fine particles. Manufactured.
[0030]
The production of a toner by a conventional pulverization method includes six steps including a resin polymerization step, a raw material mixing step, a melt kneading step, a pulverization step, a classification step, and an external addition step.
[0031]
Therefore, in the production of the polymerization method toner, the number of steps can be significantly reduced, and in particular, since the melt-kneading step and the pulverizing step which consume a large amount of production energy can be reduced, the production energy and the production cost can be significantly reduced. It can be carried out.
[0032]
In addition, by performing emulsion polymerization using a low-melting wax and in the presence of the wax particles, it is possible to manufacture a toner having both low-temperature fixability and durability. As this wax, any one of known waxes having a low melting point can be used. Specific examples of such a wax include olefin-based waxes such as low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, copolymerized polyethylene, grafted polyethylene, and grafted polypropylene, behenyl behenate, montanic acid ester, and stearyl stearate. Ester wax having a chain aliphatic group, hydrogenated castor oil, vegetable wax such as carnauba wax, ketone having a long chain alkyl group such as distearyl ketone, silicone wax having an alkyl group and a phenyl group, stearic acid and the like Higher fatty acids, higher fatty acid amides such as oleic acid amide and stearic acid amide, long-chain fatty acid alcohols, long-chain fatty acid polyhydric alcohols such as pentaerythritol, and their partial esters, paraffin wax, Fischer-Tropschwa Have nests, etc..
[0033]
Among these waxes, more preferred are waxes having a melting point of 100 ° C. or lower, more preferably waxes having a melting point in the range of 40 to 90 ° C., and particularly preferably 50 to 80 ° C. Range. When the melting point exceeds 100 ° C., the effect of lowering the fixing temperature becomes poor.
[0034]
Next, the four developing devices 4 (4Y to 4K) will be described with reference to FIGS. The developing devices 4 (4Y to 4K) in this embodiment are configured as replacement parts. The four developing devices 4Y to 4K differ from each other only in the color of the toner to be used, and have the same other configuration.
[0035]
FIG. 2 is a vertical sectional side view of the developing device 4, and FIG. 3 is a plan view of a portion where the developing device 4 is installed.
[0036]
The developing container 41 includes a toner accommodating chamber 43 for accommodating a polymerization toner 42 that is a powder toner used for development, and a developing roller 44 that is a developer carrying member is provided at an opening at a front end of the toner accommodating chamber 43. The toner accommodating chamber 43 includes toner conveying blades 45 a to 45 c and a supply roller 46, and conveys the polymerization toner 42 toward the developing roller 44 by rotation of the toner conveying blades 45 a to 45 c and the supply roller 46. The supply roller 46 is a roller made of a conductive elastic foam material, and supplies the polymerization toner 42 transported to the front part of the toner storage chamber 43 by the toner transport blades 45 a to 45 c so as to touch the surface of the developing roller 44. I do.
[0037]
The developing roller 44 is driven by a driving unit (not shown) and rotates in the direction of an arrow 44a. A toner layer thickness regulating blade 47 is provided to face the surface of the developing roller 44. The polymerization toner 42 supplied so as to be in contact with the developing roller 44 is regulated to a thin layer having a thickness suitable for development by a toner layer thickness regulating blade 47 and adheres to the developing roller 44. The electrostatic latent image on the photosensitive belt 1 is developed by being conveyed so as to be close to the photosensitive belt 1 by being frictionally charged by being rubbed by the regulating blade 47.
[0038]
In such a developing device 4, since the polymerization toner 42 is consumed by developing the electrostatic latent image, the remaining amount of toner in the toner storage chamber 43 is reduced.
[0039]
The toner remaining amount detecting device 48 in this embodiment is provided on both side walls of the developing container 41 and closed by transparent members 48a and 48b to prevent toner leakage. Is transmitted through the toner chamber 43 toward the photo sensor 48f, which is the lower limit of the remaining amount of the polymerization toner 42 in the toner chamber 43. And the inner surfaces of the transparent members 48a and 48b are rubbed and cleaned by a PET resin cleaner 48g attached to the toner conveying blade 45c.
[0040]
The transparent members 48a and 48b are formed in the form of a lens that converges light emitted from the LED 48e into parallel light, transmits the light inside the toner storage chamber 43, and narrows the light to a state suitable for being incident on the photosensor 48f. , 48d. As described above, the transparent members 48a and 48b are formed in the form of lenses to prevent leakage of toner from the toner storage chamber 43 and to condense and narrow down the detection light beam, thereby simplifying the configuration of the toner remaining amount detecting device 48. it can. However, an LED (light emitting source) 48e having a function of emitting parallel rays suitable for detecting the remaining amount of toner and a photosensor (photodetector) 48f having a function of narrowing down and detecting the parallel rays are used. In the configuration, the transparent members 48a and 48b may be in the form of a flat plate.
[0041]
In the developing device 4 configured as described above, when the remaining amount of the polymerization method toner 42 in the toner storage chamber 43 is sufficiently large, the toner storage chamber 48 passes through the transparent member 48a of the detection window 48c from the LED 48e of the remaining toner detection device 48. The light beam for detecting the remaining amount of toner that has entered the inside 43 is blocked by the polymerization toner 42 and does not reach the photosensor 48f (the photosensor 48f does not receive light). Therefore, when the detection signal of the photosensor 48f is at the non-light receiving level, it can be determined that the remaining amount of the polymerization toner 42 in the toner storage chamber 43 is sufficient. However, when the remaining amount of the polymerized toner 42 in the toner storage chamber 43 decreases to near the lower limit, a part of the light beam for detecting the remaining amount of toner that has entered the toner storage chamber 43 from the LED 48e through the transparent member 48a of the detection window 48c is formed by the polymerization method. The light reaches the photo sensor 48f without being blocked by the toner 42 (the photo sensor 48f receives light). Therefore, the detection signal of the photosensor 48f when the remaining amount of the polymerization method toner 42 in the toner storage chamber 43 reaches the lower limit state is set in advance as a toner remaining amount lower limit detection reference value. By performing a control process of comparing the detection signal with the toner remaining amount lower limit detection reference value each time printing is performed, the remaining amount (toner shortage) of the polymerization toner 42 in the toner storage chamber 42 can be monitored.
[0042]
While the developing device 4 is operating, the inner surfaces of the transparent members 48a and 48b are rubbed and cleaned by a cleaner 48g provided on the rotating toner conveying blade 45c. It is possible to reduce the detection error due to the polymerization method toner 42 attached to 48b.
[0043]
Incidentally, in the developing device 4 using a toner charged to a high potential such as the polymerization toner 42, the toner is firmly fixed to the inner surfaces of the transparent members 48a and 48b closing the detection windows 48c and 48d by electrostatic force. Since the transparency of the transparent members 48a and 48b is reduced to prevent transmission of the remaining toner detection light beam, the detection accuracy of the remaining toner may be reduced.
[0044]
Therefore, in this embodiment, the polymerization toner 42 manufactured using a styrene resin as a main raw material is used, and the transparent members 48a and 48b that cover the detection windows 48c and 48d are formed of the styrene resin. The cleaning rate by the cleaner 48g is improved by weakening the electrostatic adhesion of the polymerized toner 42 to the transparent members 48a and 48b so that the frictional charge difference between the toner 42 and the transparent members 48a and 48b is hardly generated.
[0045]
With this configuration, the amount of the polymerization toner 42 adhering to the inner surfaces of the transparent members 48a and 48b closing the detection windows 48c and 48d of the developing container 41 is reduced, and the accuracy of optical toner remaining amount detection is improved. Can be done. Moreover, by making the main material of the polymerization toner 42 and the material (type) of the transparent members 48a and 48b the same, it is possible to easily reduce the frictional charge difference.
[0046]
[Table 1]
Figure 2004271554
[0047]
Table 1 shows that the toner remaining in the developing device 4 using the transparent members 48a and 48b made of polycarbonate resin and the transparent members 48a and 48b made of styrene resin in this embodiment and filling the toner accommodating chamber 43 with the polymerized toner 42 is used. The result of having investigated the frequency | count of success of quantity detection is shown. According to the result of the investigation, in the developing device 4 using the transparent members 48a and 48b made of polycarbonate resin, there are six times out of ten attempts to detect the remaining amount of toner. However, as shown in FIG. In the developing device 4 using the transparent members 48a and 48b made of resin, the defective detection of the remaining amount of toner during ten trials is eliminated.
[0048]
【The invention's effect】
According to the present invention, the transparent member that closes the detection window that transmits the toner remaining amount detection light so as to traverse the inside of the developing container is made of a material having the same triboelectric charging characteristic as the triboelectric charging characteristic of the powder toner, so that the toner adheres to the transparent member. An optical toner remaining amount detecting device with high detection accuracy by reducing the amount of powder toner can be configured.
[0049]
Further, the transparent member can be easily realized by using a material (styrene resin) of the same type as the main material (styrene resin) of the powder toner.
[0050]
Further, by forming the transparent member in the form of a lens so as to be used for shaping the toner leakage and the toner remaining amount detection light beam, the configuration of the transparent member can be simplified.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional side view of an electrophotographic apparatus provided with a developing device according to the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional side view of the developing device according to the present invention.
FIG. 3 is a plan view of a portion where the developing device shown in FIG. 2 is installed.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Photosensitive belt, 4 (4Y, 4M, 4C, 4K) ... Developing device, 42 ... Polymerized toner, 43 ... Toner storage chamber, 44 ... Developing roller, 45a, 45b, 45c ... Toner conveyance blade, 48 ... Toner residual Amount detection devices, 48a, 48b: transparent members, 48c, 48d: detection windows, 48e: LEDs, 48f: photo sensors.

Claims (4)

粉末トナーを収容する現像容器と、回転可能に設けられ、その表面に前記現像容器内の粉末トナーを付着させて該粉末トナーの薄層が形成されると共に形成された粉末トナーの薄層を静電潜像が形成された潜像保持部材に対向する位置へ搬送して前記静電潜像を現像して可視像とする現像剤担持部材と、前記現像容器内を横切るようにトナー残量検出光線を透過可能に該現像容器に設けた検出窓と該検出窓を塞ぐ透明部材を備えた現像装置において、
前記検出窓を塞ぐ透明部材を前記粉末トナーの摩擦帯電特性と同様な摩擦帯電特性の材質としたことを特徴とする現像装置。
A developing container for accommodating the powdered toner, rotatably provided, and adhering the powdered toner in the developing container to the surface thereof to form a thin layer of the powdered toner and statically forming the formed thin layer of the powdered toner; A developer carrying member which is conveyed to a position facing the latent image holding member on which the electrostatic latent image is formed to develop the electrostatic latent image into a visible image; and a toner residual amount which crosses the inside of the developing container. In a developing device having a detection window provided in the developing container so as to be capable of transmitting a detection light beam and a transparent member closing the detection window,
A developing device, wherein the transparent member closing the detection window is made of a material having a triboelectric charging characteristic similar to that of the powder toner.
請求項1において、前記検出窓を塞ぐ透明部材の材質を前記粉末トナーの主原料と同種類の材質とすることを特徴とする現像装置。2. The developing device according to claim 1, wherein a material of the transparent member closing the detection window is made of the same material as a main raw material of the powdered toner. 請求項1または2において、前記粉末トナーは、スチレン樹脂を主原料にして重合法により製造されるものであって、前記透明部材の材質は、スチレン樹脂であることを特徴とする現像装置。3. The developing device according to claim 1, wherein the powder toner is manufactured by a polymerization method using a styrene resin as a main raw material, and a material of the transparent member is a styrene resin. 請求項1〜3の1項において、前記検出窓を塞ぐ透明部材をレンズの形態に形成したことを特徴とする現像装置。The developing device according to claim 1, wherein the transparent member that closes the detection window is formed in the form of a lens.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007241044A (en) * 2006-03-10 2007-09-20 Ricoh Printing Systems Ltd Multi-color image forming apparatus

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