JPH033229B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、たとえば電子写真複写機に採用され
る現像装置に関する。

現在、電子写真複写機等においてはトナーとキ
ヤリヤとの２成分から成る粉体現像剤を使用して
感光体上に形成された静電潜像を現像する現像装
置が多数実用化されている。

このトナーとキヤリヤの２成分から成る粉体現
像剤を使用する電子写真等の現像工程において現
像剤中のトナー成分が感光体の形成された静電潜
像に静電的に付着することによつていわゆる現像
が行なわれている。したがつて、現像によつて現
像剤中から奪われたトナー量に対応した新たなト
ナーの補充が行なわれなければ現像剤のトナー比
濃度は次第に低下しまた複写されるコピー像の濃
度分布に対応して現像剤の中では濃度分布にムラ
が生じる。そのため２成分粉体現像剤を用いると
ころの現像装置は本来の現像機能のほかに現像に
よつて消費されたトナー量に対応した新鮮なトナ
ーの供給をトナー補給器よりうけて現像装置内に
既存の現像剤と十分撹拌してトナーを所定量に帯
電させると同時に生じた濃度ムラを均一にならす
という撹拌機能を有することが必要である。

ところで複写装置の中で現像装置の占める空間
は限られた部分であり現像→撹拌→現像の循環サ
イクルはおのずと短時間になる。補給されたトナ
ーをこの短時間内にいかにすみやかにかつ現像装
置内に一様に分散させることができるかというこ
と即ちうまく撹拌できるかということが性能の良
い現像装置の条件の一つである。しかしながら一
般にこの種の現像剤は自己流動性に極度に欠ける
特殊な粉体であつて往々にして撹拌が不十分（撹
拌不足）となる傾向がある。撹拌は現像本来の循
環流の中でも行なわれるけれども最も効果がある
のは現像装置の幅方向即ち循環流に対して直角方
向に現像剤の大きな移動を与えることである。す
なわち、撹拌部において直角方向のの移動量が少
ない場合トナー補給器から補給されるトナーの落
下量分布のムラがそのまま現像剤装置内の現像剤
濃度ムラに反映される。また、通常トナー補給器
からは現像装置の幅に対応した幅の範囲にトナー
が補給されるため補給範囲のうちにトナー量の多
い部分と少ない部があつても幅方向の移動が少な
い場合には現像装置内におけるトナー量の多少の
バラツキを均一化できずこのためトナー補給器の
トナー落下量分布を均一にしなければならずトナ
ー補給器自体の設計・組立・調整がやつかいなも
のとなる。

さらに現像幅のうち一部分だけにトナー消費が
片寄るようなコピーが連続して行なわれトナー消
費が行なわれた領域と行なわれなかつた領域とで
はトナー比濃度に不均衡が生じた場合にもこれを
均一化することができないといつた問題が生じ
る。

そこで、近時、現像剤の集溜撹拌部において互
いに反対方向に現像剤を移動させる２本のスクリ
ユー状撹拌軸を並設することにより、現像剤を軸
回りの回転と軸方向への移動によつて撹拌しなが
ら現像幅全体に対応する現像剤の循環ループを形
成し、、従来の羽根回転式、偏向板式、およびこ
れら両者を組合せたものに比べて撹拌効率を高め
たものが開発され実用化されている。

この複数のスクリユー状撹拌軸を用いた場合、
撹拌部のみ着目すれば理想的に近い現像剤の循環
ループを形成する。

しかしながら実際の現像状態においては常時同
じ現像剤が撹拌部に滞溜していることはなく大部
分の現像剤は撹拌部→現像部→撹拌部のループを
循環しているのであつて現像剤の微小部分につい
てはスクリユー状撹拌軸による撹拌を行うのは一
時的である。したがつてこの撹拌方法の場合従来
の羽根回転式、偏向板式、両者併用式のものに比
べて撹拌効率はかなり良好であるが装置内のトナ
ー比濃度の均衡化には時間を要する。

また、トナー補給が現像装置の一端部より行な
われる場合には２本のスクリユー状撹拌軸の作用
によりトナー補給部に進入してくる現像剤に対し
てトナー補給が行なわれ高濃度になつた現像剤が
現像装置内に送出される。高濃度現像剤は現像ル
ープを描いている現像剤と次第に撹拌混合され終
局的に所定のトナー比濃度に到達せしめようとい
うものである。この場合トナー補給後現像剤は濃
度的には相当高くなつているにもかかわらず現像
ループを描いている現像剤に対して混合の割合い
を規制する手段がとられていない。従つて実際に
はトナー補給後の高濃度現像剤の大半はトナー補
給部から現像装置内に進入した近房でほとんど混
合されてしまつてトナー補給部の反対端にまで到
達するものは少なく現像装置内のトナー比濃度の
分布はトナー補給部に近いほど高くなる不近衡な
ものでスクリユー軸撹拌の利点を活用したものと
なつていない。

このように現像装置内の撹拌方法にはいくつか
の方法があるがいづれの方法においても現状の技
術はトナー補給器の特性（即ちトナー落下量の分
布状態）に左右されるところが大きく装置全体の
設計・製造・組立・調整の面からみてもトナー補
給器の性能に左右されない撹拌性能の良い現像装
置が必要とされている。

本発明は、上記事情にもとづきなされたもの
で、その目的とするところは、現像剤が部分的に
滞留することなく、効率良く撹拌・循環が行わ
れ、たとえトナー補給量分布に大きな偏りがあつ
たり、コピーによつてトナー比濃度に不均衡が生
じる現像がある場合でも、むらのない良好な現像
を行うことができる現像装置を提供しようとする
ものである。

以下、本発明を図示の一実施例を参照して説明
する。第１図中１は現像装置の本体を形成するケ
ースであり、このケース１内は仕切板２によつて
現像部３と現像剤ａの集溜撹拌部４とに区画され
ている。上記現像部３内には上部に現像手段とし
ての現像用磁気ロール５、下部に撹拌領域にある
現像剤ａを上記磁気ロール５へ移送するための搬
送用磁気ロール６が配置されている。これら磁気
ローラ５，６はそれぞれ非磁性部材からなる回転
スリーブ７の内部に磁石体８を固定配置した構成
となつている。

また、上記仕切板２は、この上端部に現像用磁
気ロール５に吸着している現像剤ａを掻落して集
溜撹拌部４に導びく現像剤回収手段としてのスク
レーパ９が一体成形されているとともに下端部に
搬送用磁気ロール６に吸着して上記現像用磁気ロ
ール５側に搬送される現像剤ａの厚みを制限する
ドクターブレード１０が一体成形されている。ま
た、仕切板２の集溜撹拌部４側に対向する面には
搬送用磁気ロール６からの洩れ磁束を遮蔽するた
めの磁気遮蔽板２０が一体的に設けられている。

また、上記ケース１の現像用磁気ロール露出窓
の開口下端縁部にはドラム状感光体１１側に導び
かれる現像剤ａの厚みを規制するドクターブレー
ド１２が取着されている。

さらに、上記集溜撹拌部４には２本のスクリユ
ー状撹拌軸１３，１４が回転自在に並設されてい
る。これら撹拌軸１３，１４は第２図に示すよう
に同方向に捲かれた長いねじ部１３ａ，１４ａと
それぞれの反対端に上記長いねじ部１３ａ，１４
ａとは捲方向を反対にした短いねじ部１３ｂ，１
４ｂを有しているとともに一方の撹拌軸１４の下
方には撹拌軸１４の外周面に沿つて断面ほぼＪ字
状のガイド１５が設けられている。

また、ガイド１５の撹拌軸１３，１４間に位置
する立上り壁部１５ａの高さは第３図に示すよう
に撹拌軸１４の回転による現像剤ａの移送方向に
行くにつれて次第に低くなるように形成されてい
る。

さらに、第３図に示すように集溜撹拌部４の一
端は現像装置本体部分から張出しており、図示し
ないトナー補給装置からのトナーを受容するトナ
ー補給部１６になつている。このトナー補給部１
６は撹拌軸１３，１４の端部に対向する位置にト
ナー受入口１７を有しているとともに撹拌軸１
３，１４との間に位置して一端を上記ガイドの立
上り壁部１５ａに連続した状態かつ他端を上記ト
ナー受入口１７の開口縁部部近傍まで延出させた
状態に仕切板１８が設けられている。

なお、第１図に示す１９はケース１の上端開口
部を開放可能に閉塞するカバーである。つぎに、
上記実施例の動作を説明する。

まず、現像状態において、現像用磁気ロール５
が矢印Ａ方向、搬送用磁気ロール６が矢印Ｂ方
向、第１の撹拌軸１３が矢印Ｃ方向、第２の撹拌
軸１４が矢印Ｄ方向にそれぞれ同時に回転してい
る。この状態で集溜撹拌部４にある現像剤ａは先
ず磁気ロール６によつて集溜撹拌部４から引き出
され磁気ロール６上を矢印Ｂ方向に進む。磁気ロ
ール６と磁気ロール５の近接領域において磁気ロ
ール６上の現像剤ａは磁気ロール５に受渡され
る。磁気ロール５に移行した現像剤ａはドクタブ
レード１２によつて余分な厚みの現像剤ａをかき
落し所定の厚みに規制される。即ちドクタブレー
ド１２で矢印ＡとＥの方向に分流される。Ｅの流
れの現像剤ａはそのまま現像装置の本体を形成す
るケース１内低部へ落下し再び磁気ロール６に吸
着されて集溜撹拌部４から引き出されてくる現像
剤ａと合流する。ドクタブレード１２を通過した
磁気ロール５上の現像剤ａは感光体１１と磁気ロ
ール５との近接部で磁石体８の作用によつていわ
ゆる磁気ブラシ状となつて感光体１１を摺接して
現像を行なう。

現像は現像剤ａ中のトナー成分が感光体１１に
静電的に移行することによつて成される。従つて
この領域を通過後の磁気ロール５上の現像剤ａは
トナー比濃度が低くなる。さらに矢印Ａ方向に移
動するとスクレーパ９によつて磁気ロール５上の
現像剤ａは磁気ロール５から強制的に剥されて集
溜撹拌部４へ落下する。

集溜撹拌部４において２本の撹拌軸１３，１４
がそれぞれ矢印Ｃ，Ｄの方向に回転しておりこれ
ら撹拌軸１３，１４の回転によつて現像剤ａは第
２図の矢印F₁，F₂方向に示す循環を行う。従つ
て集溜撹拌部４において現像剤ａは磁気ロール５
→集溜撹拌部４→磁気ロール６の流れＧと矢印
F₁，F₂のループ循環の２つの流れを同時に形成
している。

矢印F₁の流れによつて磁気ロール５から回収
された現像剤ａの一部がトナー補給部１６へ導か
れる。トナー補給部１６の仕切板１８は撹拌軸１
３によつて進入してくる現像剤ａを現像装置内へ
送出させる撹拌軸１４側へ確実に移行させる作用
を有する。トナー補給は現像剤ａの撹拌軸１３か
ら撹拌軸１４への移行の途上で行なわれる。補給
の時期は現像によつて消費されたトナー量に対応
して適宜である。

一方、トナー補給を受ける部分の現像剤ａの量
は装置内の現像剤ａの一部でありトナー補給直後
の現像剤ａは局部的に所定のトナー比濃度よりも
はるかに高い濃度になつている。このようなトナ
ー補給によつてつくり出される局部的な濃度ムラ
および現像によつて次第に生じてくる濃度ムラを
撹拌および現像ループのなかで短時間にムラのな
い均一な濃度にならしてゆくことが必要である。
撹拌軸１３，１４による現像剤ａの軸方向の移動
について調べてみると前述したように撹拌軸１４
に対して移動方向に適当なガイドが無い場合同一
部分の現像剤ａが始点から終点まで完全に移動す
ることはまれである。現像剤ａは撹拌軸１４に対
して流入→移動→離散→流入を繰り返し除々に別
の現像剤ａと入れ替つて全体として軸方向の移動
を行なう。

したがつてスクリユー軸１４に対して適切な搬
送ガイドが無い場合トナー補給後の高濃度現像剤
は早期にスクリユー軸１４から離散する。しかも
トナー補給部１６への流れF₁が近接しており結
果的にこの付近に高濃度域が形成され現像装置内
全部全体への良好な拡散が達成されない。

ガイド１５は以上のような不具合点を一挙に解
決する。

ガイド１５は第３図の如くトナー補給部１６か
ら遠ざかるにしたがつて立上り壁部１５の高さが
低くなつているとともにガイド１５の長さは現像
装置の長さよりも若干短かくしてある。しかし
て、トナー補給後の高濃度現像剤ａは撹拌軸１４
とガイド１５の作用によつてトナー補給から送出
されてゆく（矢印F₂）。ガイド１５の立上り壁部
１５ａが次第に低くなるに伴なつて高濃度現像剤
ａは一定量づつ順次集溜撹拌部４内にあふれ出て
ゆき現像装置の長さ方向に対する分配が行なわれ
ると同時にスクレーパ９から落下回収される現像
剤ａと撹拌軸１３の回転および磁気ローラ６方向
への流動途上で適度に撹拌混合される。

実験の結果スクレーパ９から回収される現像剤
ａの落下地点は２本の撹拌軸１３，１４のほぼ中
央部に中心をもたせたときに最も良好な撹拌が行
なえ濃度の不均衡を生じないことがわかつた。落
下量の分布がどちらかの撹拌軸１３，１４に極度
に偏よつた場合その撹拌軸１３，１４の搬送量が
増大して現像剤ａがその方向に片寄せられ他方の
撹拌軸１４，１３の終端付近には現像剤ａの量が
へつてその領域の現像剤ａの濃度が不均一になる
等の不具合が生じやすくなる。

ガイド１５は前述のように進行方向に立上り壁
部１５ａを次第に低くしてあるがトナー補給部１
６の出口部分からある長さＬの間はガイド１５内
部の現像剤ａとそれ以外の現像剤ａが完全に仕切
られる程度の壁面高さにすることによつて更に良
好な撹拌状態を得た。この長さＬの領域には高濃
度現像剤ａが集溜撹拌部４内に直接的に供給され
ることはないがすでに領域Ｌよりも遠い部分で撹
拌混合され濃度が上昇した現像剤ａが撹拌軸１３
によつて適度にトナー補給部１６方向に移動して
くるので他の部分と同様にトナー比濃度が上昇し
現像装置内の濃度が一様に均一化される。

また一方現像装置内に充填された現像剤ａは
100％有効に活用されなければならない。装置内
の一部に停滞して現像撹拌に寄与しない現像剤ａ
があると残りの現像剤ａに負担がかかりその分現
像剤ａの寿命を短くする。現像装置の現像剤ａの
利用率・撹拌効率を高めることは現像剤ａの寿命
に対して有効である。ところが現像装置という限
られた空間にあつても現像剤ａという特殊な粉体
の挙動特性から現像装置の不適切な断面形状によ
つてしばしば流動しない現像剤ａの領域がみられ
る。一般に磁気ローラに近接して設置された固定
部材の磁気ローラと反対側の面は磁気ローラから
の洩れ磁束が存在する場合現像剤ａが磁力によつ
てその面に拘束され現像剤全体の流れや撹拌に悪
影響を及ぼす。すなわち、仕切板２の集溜撹拌部
４側は主として磁気ロール６からの洩れ磁束の影
響を受ける。仕切板２上のある厚みの現像剤ａは
磁気ロール６からの磁力によつて仕切板２上にあ
たかも固定される。このような現像剤ａは他の現
像剤ａに対し撹拌にも現像にも寄与しない。

このような洩れ磁束領域に対し磁気遮蔽板２０
を設けることによつて前述の問題点は解決でき
る。実施例では第１図の位置に厚み0.4mmの軟鋼
板を磁気遮蔽板として現像装置の幅全体に仕切板
２と一体的に設けている。これにより集溜撹拌部
４内の現像剤ａはいずこにも滞溜することがな
い。

以上述べたように集溜撹拌部４が、互いに反対
方向に現像剤ａが移動するように設けた複数のス
クリユー状撹拌軸１３，１４と、これら撹拌軸１
３，１４間に立上り壁部１５ａが介在するように
撹拌軸１４の回転周面に沿つて設けられ現像剤ａ
を軸方向にのみ移送させるガイド１５と、上記現
像用磁気ロール５から現像位置を通過した後の現
像剤ａを回収するとともに回収した現像剤ａをそ
の流路の中心が上記撹拌軸１３，１４のほぼ中間
になるように落し込むスクレーパ９とを具備して
なる構成としたことにより矢印Ｇで示す現像部３
→集溜撹拌部４→現像部３と、矢印F₁，F₂で示
す集溜撹拌部４におけるループとの現像剤ａの２
つの循環系が同時に明確に形成することができか
つ集溜撹拌部４への洩れ磁束を遮断したことによ
つて現像装置内の現像剤ａの滞溜が無くなり全て
の現像剤ａが現像・撹拌に寄与ししかもその流れ
がスムーズになつて現像装置内のトナー比濃度が
常に一様である。したがつてコピーサイズが片寄
つた場合でも現像装置内の濃度ムラ不均衡を生じ
ることがない。

なお、本発明は上記一実施例に限るものでな
い。

すなわち、実施例では送出用撹拌軸１４のみに
ガイド１５を設けたものを説明したが他方の撹拌
軸１３にも類似のガイドを用けてもよい。トナー
補給部１６は実施例の構造では装置本体の一端部
に張り出した形状のもので説明したがこのような
形状には限定されたものではなく装置本体内部の
一部にトナー補給部を設けたものでもよい。

またトナー補給部１６は装置本体の一端部にあ
るものとして説明したがこれに限定されたもので
はなく従来の多くの例の如く装置の幅のほぼ全長
に亘つてあるものでもよい。この場合ガイド１５
の具体的形状は実施例とは多少異なつてくること
は明かである。磁気遮蔽板２０は洩れ磁束の影響
が極く弱い程度であれば設けなくとも良い。撹拌
軸１３，１４はもとより磁気ロール５，６の回転
方向は実施例に示した方向に限定されたものでは
ない。その装置に応じ最適な回転方向であればよ
い。実施例は磁気ブラシ現像装置にのみ有効なも
のではなく他の方式の現像装置にも適用可能なこ
とは勿論である。複写機のみでなく同様な原理・
機構を有する例えばフアクシミリ・電子プリンタ
機器…にも適用可能である。

その他、本発明は本発明の要旨を変えない範囲
で種々変形実施可能なことは勿論である。

以上説明したように本発明によれば、複数の撹
拌軸とガイドの組合せでループ状に循環される現
像剤の流れ内に現像剤回収手段により回収された
現像剤を落し込むようにしたから、現像剤が部分
的に滞留することなく効率よく撹拌循環が行わ
れ、補給されるトナーの補給量分布に大きなムラ
がある場合やコピーによつてトナー比濃度に不均
衡が生じる現象に対し現像装置内の現像剤濃度を
常にムラのない一様な均衡状態に保つことができ
る。また、回収された現像剤が部分的に滞留する
ことなく集溜現像剤と撹拌されて供給可能な状態
になり、特に現像剤量が少なく再供給までのサイ
クル時間が短い小形現像器などに有用であるとい
つた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図
は縦断側面図、第２図は集溜撹拌部における現像
剤の循環状態を示す説明図、第３図はトナー補給
部と集溜撹拌部の斜視図である。 ４……集溜撹拌部、ａ……現像剤、１３……第
１のスクリユー状撹拌軸、１４……第２のスクリ
ユー状撹拌軸、５……現像手段（現像用磁気ロー
ル）、９……現像剤回収手段（スクレーパ）、１５
……ガイド、１５ａ……立上り壁部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 集溜攪拌部に集溜される現像剤を、現像位置
   に供給する現像剤供給手段と、 この現像剤供給手段が現像剤を前記現像位置に
   供給した後、残留した現像剤を回収し、前記集溜
   攪拌部へ再供給する現像剤回収手段と、 前記現像剤回収手段が現像剤を前記集溜攪拌部
   に供給する第１の方向に対して、夫々が直交する
   第２の方向で、且つ互いに反対方向に現像剤を移
   動し、同時に前記第１の方向へも現像剤が通過す
   るよう回動可能に設けられた第１及び第２のスク
   リユー状攪拌軸と、 これらの第１及び第２のスクリユー状攪拌軸の
   少なくとも前記第１のスクリユー状攪拌軸に設け
   られ、前記第１のスクリユー状攪拌軸の軸方向の
   前記第２の方向に沿つて現像剤を案内するよう底
   面部と前記第２のスクリユー状攪拌軸との略中間
   部に立設される側壁部とを有し、この側壁部は前
   記第２の方向に沿つて案内される現像剤が徐々に
   第２のスクリユー状攪拌軸の方へ乗越えるよう高
   さが次第に低くなるよう構成されたガイドと、 このガイドにおける前記第２の方向の現像剤案
   内上流部に対応して配設される補充現像剤の供給
   手段と、 を具備し、前記現像剤回収手段は前記集溜攪拌部
   へ前記第１の方向に沿つて現像剤を供給する時、
   現像剤の流路の中心が前記第１及び前記第２のス
   クリユー状攪拌軸夫々の略中間部に対応するよう
   案内することを特徴とする現像装置。