JPH0572893A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大型化することなく、均一でかつ高濃度な画
像を長期に亘り安定に得ることができる現像装置を提供
する。 【構成】 現像剤容器３の現像室４にはスクリュータイ
プの攪拌搬送手段１２が設置されている。攪拌搬送手段
１２は、軸部１３の外周面にスパイラル状に設けられて
いる羽根部材１４とを有する。現像剤容器３の攪拌室５
にはスクリュータイプの攪拌搬送手段１５が設置されて
いる。攪拌搬送手段１５は、軸部１６の外周面にスパイ
ラル状に設けられている羽根部材１７と、軸部１６の外
周面に設けられ、羽根部材１７のピッチ間に配置されて
いる複数のフィンとを有する。羽根部材１７の外径寸法
は攪拌搬送手段１２の羽根部材１４の外径寸法より大き
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写装置、静
電情報記録装置などの画像形成装置に用いられる現像装
置に関し、特に二成分現像剤を用いる現像装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、トナーとこれに電荷を付与するキ
ャリアとが互いに混合されている二成分現像剤を使用す
る現像装置では、現像により現像剤容器に収容されてい
る現像剤のトナーが消費された場合、消費されたトナー
量に見合うトナーを補給することが必要であるが、現像
剤容器内の現像剤へのトナーの補給だけでは、トナーと
キャリアとの混合時間が短いことにより、トナーには十
分な摩擦帯電電荷（以下、「トリボ」という。）が付与
されないから、現像によって得られる画像に地カブリ、
反転カブリが現れることがあり、この現象は特にトナー
の消費量および補給量が多いフルカラー複写機などにお
いて顕著に現れる。

【０００３】トナーのトリボの不足に伴う地カブリ、反
転カブリなどを未然に防止するために、トナーの補給時
に該トナーにトリボを十分に付与することができる現像
装置が提案されている。この現像装置は、現像剤が収容
され、隔壁部材によって攪拌室と現像室とに区画されて
いる現像剤容器を備える。現像剤容器の攪拌室および現
像室にはそれぞれスクリュータイプの攪拌搬送手段が配
置されている。

【０００４】攪拌室では、補給されるトナーと現像剤と
が攪拌搬送手段で攪拌、混合されながら現像室内に搬送
される。現像室では、搬送された現像剤が攪拌搬送手段
で現像剤担持体に供給される。現像による現像室内の現
像剤のトナー濃度は現像剤濃度検知器で検知され、トナ
ー濃度が低下した現像剤は撹拌搬送手段で再び攪拌室に
戻される。攪拌室に戻された現像剤は現像剤濃度検知器
で検知された濃度に応じて補給されるトナーと混合され
る。

【０００５】以上により、攪拌室から現像室を経て攪拌
室への現像剤の循環によって補給トナーへのトリボの付
与を十分に行うことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の現像装
置では、所定の環境と異なる環境下において二つの攪拌
搬送手段で現像剤の搬送は行われるが、トナーに十分な
トリボを付与する程度のトナーと現像剤との攪拌効果が
得られないことがあり、形成画像に地カブリ、反転カブ
リなどが発生することがある。

【０００７】使用環境が所定の環境と異なるときにトナ
ーへのトリボ付与に対する攪拌効果を得るために、互い
に隣り合う羽根部材間にフィンが設けられている撹拌搬
送手段を用いることが考えられる。この攪拌搬送手段を
用いることによって現像剤の攪拌効率は向上されるが、
搬送速度は低下するから、トナー消費量が多い画像を連
続に形成するとき、現像剤の搬送方向に現像剤の濃度勾
配が生じ、現像剤搬送方向の上流側における画像濃度と
下流側における画像濃度との間に差が生じる。その結
果、均一な画像を形成することができない。

【０００８】高い攪拌効率を維持しながら搬送速度を増
すために、撹拌搬送手段の回転数を増加させるか、また
は羽根部材の外径寸法を大きくする方法がある。しか
し、攪拌搬送手段の回転数を増加させるとき、現像剤に
加わる衝撃力が増すから、現像剤の劣化が早まり、長期
に亘り安定している画像を得ることは難しい。これに対
し、羽根部材の外径寸法を大きくするとき、装置が大型
化される。

【０００９】本発明の目的は、大型化することなく、均
一でかつ高濃度な画像を長期に亘り安定に得ることがで
きる現像装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、第一の収容室および該第一の収容室に連通する第
二の収容室が設けられ、該第一の収容室および第二の収
容室に現像剤が収容されている現像剤容器と、磁界発生
手段を有して、現像剤を担持しながら潜像担持体と対向
する現像領域に搬送する現像剤担持体と、上記第一の収
容室に配置され、上記現像剤を上記現像剤担持体の長手
方向に沿って攪拌しながら搬送するスクリュー型の第一
の攪拌搬送手段と、上記第二の収容室に上記第一の攪拌
搬送手段に平行に配置され、上記現像剤を上記第一の収
容室に向けて攪拌しながら搬送するスクリュー型の第二
の攪拌搬送手段とを備える現像装置において、上記第一
の攪拌搬送手段は上記現像剤を攪拌しながら搬送する羽
根部材を有し、上記第二の攪拌搬送手段は、直径寸法が
上記第一の攪拌搬送手段の羽根部材の直径寸法より大き
く、上記現像剤を攪拌しながら搬送する羽根部材と、該
羽根部材と協働して上記現像剤を攪拌する攪拌部材とを
有し、上記第二の攪拌搬送手段の搬送方向が上記第一の
攪拌搬送手段の搬送方向と逆向きであることにより達成
される。

【００１１】

【作用】本発明の現像装置では、第一の攪拌搬送手段と
第二の撹拌搬送手段とが用いられている。上記第一の攪
拌搬送手段は上記現像剤を攪拌搬送する羽根部材を有す
る。上記第二の攪拌搬送手段は、直径寸法が上記第一の
攪拌搬送手段の羽根部材の直径寸法より大きく、上記現
像剤を攪拌しながら搬送する羽根部材と、該羽根部材と
協働して上記現像剤を攪拌する攪拌部材とを有する。上
記第二の攪拌搬送手段の搬送方向が上記第一の攪拌搬送
手段の搬送方向と逆向きである。上記第一の収容室にお
いて現像剤が上記第一の攪拌搬送手段の羽根部材の回転
によって攪拌搬送され、現像剤の搬送は円滑にかつ上記
現像剤担持体の長手方向に均一に行われる。トナー消費
量が多い画像を連続に形成するとき、上記現像剤担持体
の上流側における画像濃度と下流側における画像濃度と
の間に差が生じない。

【００１２】また、高い攪拌効率を維持しながら搬送速
度を増すために、第一の攪拌搬送手段の羽根部材の直径
寸法を大きくする必要がない。

【００１３】さらに、上記第二の収容室において上記第
二の攪拌搬送手段で補給トナーと現像剤との攪拌が十分
に行われるから、補給トナーに十分なトリボを付与する
ことができ、トリボが十分に付与されているトナーが上
記第一の収容室に供給される。

【００１４】

【実施例】以下に、本発明の現像装置の実施例について
図面を参照しながら説明する。

【００１５】図１は本発明の現像装置の一実施例を示す
構成図、図２は図１の現像装置の現像室に用いられてい
る攪拌搬送手段を示す正面図、図３は図１の現像装置の
攪拌室に用いられている撹拌搬送手段を示す正面図、図
４は図１の現像装置の現像スリーブにおける垂直方向の
磁束密度分布と現像室の攪拌搬送手段の位置を示す図で
ある。

【００１６】電子写真複写装置などの画像形成装置に
は、図１に示すように、感光ドラム１上に形成されてい
る潜像を現像剤像として可視像化するための現像装置２
が用いられている。

【００１７】現像装置２は、現像剤容器３を備える。現
像剤容器３の内部には現像室４と攪拌室５とが設けら
れ、現像室４と攪拌室５とは互いに連通可能に隔壁部材
６によって区画されている。現像室４および攪拌室５に
はトナーとキャリアとの混合物からなる二成分現像剤
（以下、「現像剤」という。）が収容されている。現像
室４には、感光ドラム１に対向する開口部７が設けらて
いる。

【００１８】現像剤容器３の現像室４には、現像剤を担
持しながら感光ドラム１に向けて搬送する現像スリーブ
８が収容されている。現像スリーブ８は、その外周面の
一部が外部に突出するように現像室４内に配置され、現
像スリーブ８と感光ドラム１との間には現像スリーブ８
に担持されている現像剤を感光ドラム１に供給するため
の現像領域が形成されている。現像スリーブ８内には、
磁界発生手段である磁石９が固定されている。磁石９
は、現像極Ｓ１と、現像剤を搬送するための搬送極Ｎ
１，Ｓ２，Ｎ２，Ｎ３とを有する。

【００１９】現像スリーブ８の表面において、図４に示
すように、各磁極Ｎ２，Ｎ３で形成される磁界から現像
剤に与えられる力がほぼ零となる位置は位置８１であ
る。現像剤に作用する力がほぼ零となる条件として、現
像スリーブ８の表面の垂直方向の磁束密度と水平方向の
磁束密度とがそれぞれ５０ガウス以下になることであ
る。本実施例においては、反発磁極Ｎ２，Ｎ３の位置関
係により、現像スリーブ８の表面の垂直方向の磁束密度
が零の近傍値であれば、水平方向の磁束密度は零の近傍
値になる。現像スリーブ８の表面の垂直方向の磁束密度
分布を示す図４から明らかなように、現像スリーブ８の
位置８１における垂直方向の磁束密度がほぼ零であるこ
とがわかり、位置８１に位置する現像剤に作用する力は
ほぼ零になる。位置８１において現像剤は落下する。

【００２０】これに対し、現像スリーブ８に現像剤を引
き寄せる位置は、図４に示すように、磁極Ｎ２に対応す
る位置８２である。位置８２において、垂直方向の磁束
密度が極大値を示し、現像スリーブ８に現像剤を引き寄
せる力は極大値となる。位置８２を中心とする近傍位置
において現像剤は現像スリーブ８に汲み上げられる。

【００２１】現像スリーブ８の上方には、現像スリーブ
８に担持されている現像剤の層厚を規制するブレード１
０が配置されている。ブレード１０は現像剤容器３に取
り付けられている。

【００２２】現像剤容器３の上部には、現像スリーブ８
から掻き落とされた現像剤を現像室４または攪拌室５に
戻すための返し部材１１が配置されている。

【００２３】現像剤容器３の現像室４には、図２に示す
ように、スクリュータイプの攪拌搬送手段１２が設置さ
れている。攪拌搬送手段１２は、現像スリーブ８の長手
方向に延びる軸部１３と、軸部１３の外周面にスパイラ
ル状に設けられている羽根部材１４とを有する。

【００２４】図４を参照するに、攪拌搬送手段１２の軸
部１３の中心から感光ドラム１と現像スリーブ８との間
の現像領域の中心までの水平距離をＬ２とし、位置８１
から上記現像領域の中心までの水平距離をＬ１とし、位
置８２から上記現像領域の中心までの水平距離をＬ３と
すると、攪拌搬送手段１２は、Ｌ２がＬ１＜Ｌ２＜Ｌ３
の関係を満足するように配置されている。攪拌搬送手段
１２は、現像室４において現像剤を攪拌しながら現像ス
リーブ８の長手方向に向けて搬送する。現像剤の一部は
現像スリーブ８に担持され、他の現像剤は現像剤容器３
の攪拌室５に戻される。

【００２５】現像剤容器３の攪拌室５には、スクリュー
タイプの攪拌搬送手段１５が設置されている。攪拌搬送
手段１５は、図３に示すように、現像スリーブ８の長手
方向に延びる軸部１６と、軸部１６の外周面にスパイラ
ル状に設けられている羽根部材１７と、軸部１６の外周
面に設けられ、羽根部材１７のピッチ間に配置されてい
る複数のフィン１８とを有する。羽根部材１７の外径寸
法は攪拌搬送手段１２の羽根部材１４の外径寸法より大
きい。攪拌搬送手段１５は、攪拌室５において現像剤を
攪拌しながら攪拌搬送手段１２の搬送方向と逆の向きに
搬送し、現像剤は攪拌室５から現像室４に送られる。

【００２６】現像装置２の使用時、攪拌室５では、補給
されるトナーと現像剤とが攪拌搬送手段１５で攪拌され
ながら現像室４内に搬送される。現像室４では、搬送さ
れた現像剤が攪拌搬送手段１２で現像スリーブ８の長手
方向に送られ、搬送途中で現像剤は位置８２において現
像スリーブ８に担持される。現像スリーブ８に担持され
ている現像剤は、ブレード１０で所定の層厚に規制され
た後に上記現像領域に送られる。現像領域において現像
剤に含まれるトナーは感光ドラム１上の潜像が形成され
ている部位に転移する。

【００２７】現像領域を通過した現像剤は位置８１の近
傍において現像スリーブ８から現像室４に落下し、現像
スリーブ８から落下した現像剤は攪拌搬送手段１２に取
り込まれる。現像剤は撹拌搬送手段１２で再び攪拌室５
に戻される。攪拌搬送手段１２に対する水平距離Ｌ２が
Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３の関係を満足することにより、位置８
２において十分なトリボを有する現像剤が現像スリーブ
８に供給され、位置８１において現像スリーブ８から現
像剤が取り除かれるから、現像室内８における現像剤の
現像スリーブ８への供給および現像剤の現像スリーブ８
からの回収を確実に行うことができる。

【００２８】現像室４において、現像剤は攪拌搬送手段
１２の羽根部材１４の回転によって攪拌搬送されるか
ら、現像剤の搬送を円滑にかつ現像スリーブ８の長手方
向に均一に行うことができる。よって、トナー消費量が
多い画像を連続に形成するときに上流側における画像濃
度と下流側における画像濃度との間に差が生じることは
ない。また、高い攪拌効率を維持しながら搬送速度を増
すために、攪拌搬送手段１２の羽根部材１４の外径寸法
を大きくする必要がなく、装置の大型化を阻止すること
ができる。

【００２９】現像室４内の現像剤のトナー濃度は現像剤
濃度検知器（図示せず）で検知される。トナー濃度が所
定の値より低下しているとき、攪拌室５には現像剤濃度
検知器で検知された濃度に応じてトナーが補給される。
補給トナーと攪拌室５に戻された現像剤とが攪拌搬送手
段１５で攪拌されるとき、攪拌搬送手段１５にはフィン
１８が設けられていることにより、補給トナーと現像剤
との攪拌が十分に行われるから、補給トナーに十分なト
リボを付与することができ、トリボ不足に起因する地カ
ブリ、反転カブリを未然に防止することができる。

【００３０】攪拌搬送手段１５にフィン１８を設けるこ
とによって現像剤の攪拌効率は向上されるが、搬送速度
は低下する。しかし、攪拌搬送手段１５の羽根部材の外
径寸法１７を攪拌搬送手段１２の羽根部材１４の外径寸
法より大きくすることによってフィン１８による現像剤
の搬送速度の低下は未然に防止されている。

【００３１】攪拌手段１５で現像剤は再び現像室４に送
られ、攪拌室５から現像室４を経て攪拌室５への現像剤
の循環が行われる。

【００３２】なお、本実施例では、攪拌室５に攪拌搬送
手段１５を用いているが、他の攪拌搬送手段を用いるこ
ともできる。他の攪拌搬送手段２０は、図５に示すよう
に、軸部２１と、軸部２１の外周面にスパイラル状に設
けられている羽根部材２２と、軸部１６と平行にかつ羽
根部材１７を貫通しながら伸びる複数の攪拌棒２３とを
有する。攪拌搬送手段２０を用いることによって現像剤
の搬送域に渡り均一な攪拌効果を得ることができ、さら
に均一な画像を得ることができる。

【００３３】さらに他の攪拌搬送手段３０は、図６に示
すように、軸部３１と、軸部３１の外周面にスパイラル
状に設けられている羽根部材３２と、軸部３１の外周面
に設けられ、羽根部材３２のピッチ間に配置されている
複数のフィン３３とを有する。攪拌搬送手段３０のフィ
ン３３の数は攪拌搬送手段１５のフィン１８の数より少
なく、フィン３３の配列はフィン１８の配列と異なる。
攪拌搬送手段３０を用いることによって現像剤の搬送速
度を部分的に変化させることができ、現像剤の攪拌効率
をさらに増すことができる。

【００３４】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の現像装
置によれば、上記第一の収容室において現像が上記第一
の攪拌搬送手段の羽根部材の回転によって攪拌搬送され
ることにより、現像剤の搬送は円滑にかつ上記現像剤担
持体の長手方向に均一に行われるから、トナー消費量が
多い画像を連続に形成するときに上記現像剤担持体の上
流側における画像濃度と下流側における画像濃度との間
に差が生じない。また、高い攪拌効率を維持しながら搬
送速度を増すために、第一の攪拌搬送手段の羽根部材の
外径寸法を大きくする必要がなく、装置の大型化を阻止
することができる。さらに、上記第二の攪拌搬送手段に
他の攪拌部材が設けられていることにより、補給トナー
と現像剤との攪拌が十分に行われるから、補給トナーに
十分なトリボを付与することができ、トリボ不足に起因
する地カブリ、反転カブリを未然に防止することができ
る。その結果、大型化することなく、均一でかつ高濃度
な画像を長期に亘り安定に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の一実施例を示す構成図であ
る。

【図２】図１の現像装置の現像室に用いられている攪拌
搬送手段を示す正面図である。

【図３】図１の現像装置の攪拌室に用いられている撹拌
搬送手段を示す正面図である。

【図４】図１の現像装置の現像スリーブにおける垂直方
向の磁束密度分布と現像室の攪拌搬送手段の位置を示す
図である。

【図５】図１の現像装置の現像室に用いられる他の攪拌
搬送手段を示す正面図である。

【図６】図１の現像装置の現像室に用いられるさらに他
の攪拌搬送手段を示す正面図である。

【符号の説明】

１ 感光ドラム ２ 現像装置 ３ 現像剤容器 ４ 現像室 ５ 攪拌室 ６ 隔壁部材 ８ 現像スリーブ ９ 磁石 １２ 攪拌搬送手段（第一の攪拌搬送手段） １４，１７，２２，３２ 羽根部材 １５，２０，３０ 攪拌搬送手段（第二の攪拌搬送手
段） １８，３３ フィン ２３ 攪拌棒

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第一の収容室および該第一の収容室に連
   通する第二の収容室が設けられ、該第一の収容室および
   第二の収容室に現像剤が収容されている現像剤容器と、
   磁界発生手段を有して、現像剤を担持しながら潜像担持
   体と対向する現像領域に搬送する現像剤担持体と、上記
   第一の収容室に配置され、上記現像剤を上記現像剤担持
   体の長手方向に沿って攪拌しながら搬送するスクリュー
   型の第一の攪拌搬送手段と、上記第二の収容室に上記第
   一の攪拌搬送手段に平行に配置され、上記現像剤を上記
   第一の収容室に向けて攪拌しながら搬送するスクリュー
   型の第二の攪拌搬送手段とを備える現像装置において、
   上記第一の攪拌搬送手段は上記現像剤を攪拌しながら搬
   送する羽根部材を有し、上記第二の攪拌搬送手段は、直
   径寸法が上記第一の攪拌搬送手段の羽根部材の直径寸法
   より大きく、上記現像剤を攪拌しながら搬送する羽根部
   材と、該羽根部材と協働して上記現像剤を攪拌する攪拌
   部材とを有し、上記第二の攪拌搬送手段の搬送方向が上
   記第一の攪拌搬送手段の搬送方向と逆向きであることを
   特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 磁界発生手段は、現像剤担持体の回転方
   向に対して現像領域より下流側に配置されている第一の
   磁極と、上記現像剤担持体の回転方向に対して上記第一
   の磁極より下流側に配置されている第二の磁極とを含
   み、上記現像剤担持体は、上記磁極のそれぞれによって
   形成される磁界の上記現像剤担持体に表面に垂直な方向
   の強さが５０ガウス以下でありかつ上記表面に水平な方
   向の強さが５０ガウス以下である領域を有し、該領域の
   中心から現像領域の中心までの水平距離をＬ１とし、第
   一の攪拌搬送手段の中心から上記現像領域の中心までの
   水平距離をＬ２とし、上記第二の磁極の近傍で上記現像
   剤担持体の表面に垂直な方向の磁界強さの極大値を示す
   位置から上記現像領域の中心までの水平距離をＬ３とす
   ると、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３のそれぞれがＬ１＜Ｌ２＜Ｌ３
   の関係を満足することとする請求項１に記載の現像装
   置。