JPH034254A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子写真法、静電記録などを利用した画像形
成装置において、像担持体上に形成された静電潜像を顕
像化するのに使用される現像装置に関するものである。

ええ立且遣 この種１画像形成装置に使用される現像装置においては
、現像容器内での現像剤の搬送および循環の仕方に関し
て種々の提案がなされており、特にトナーとキャリアと
からなる２成分現像剤を使用する現像装置では、これに
加えて小型軽量化。

コストダウン化のための努力がなされている。

特にトナー消費量、補給量の多いフルカラー複写機など
においては、トナーにより速く且つ十分にトリボを付与
し、より安定したトナーコンテントを維持させるため、
短時間でトナーに十分な撹拌、混合、搬送を行なわせる
必要がある。

そこで、補給されたトナーを十分に混合、攪拌してから
現像に供するために、従来は、現像装置の現像容器内を
隔壁により攪拌室と現像室とに区画し、攪拌室では補給
されたトナーを攪拌、混合しながら、攪拌室から隔壁両
端の開口の一方を経由して現像室に搬送し、現像室では
この搬送された現像剤で現像を行い、トナー消費によっ
てトナーコンテントが低下した現像剤を、他方の開口を
経由して攪拌室へ戻すような搬送１ｗ４環を行なう、か
くしてトリポの付与、トナーフンテントの安定化を図る
ようにしている。

また上記のようなフルカラー複写機の現像装置には、第
４図に示すような回転現像装置が用いられている。第５
図および第６図に、従来の回転現像装置における現像器
の例を示す。

！８４図に示す回転現像装置１１の現像器１２は第５〜
６図に示されるように、その現像容器２内を隔ｇ１１４
を介して上述の攪拌室Ａと現像室Ｂに区画される。現像
室Ｂ内には、その長芋方向に沿って像スリーブ２１が開
口部に一例を臨ませて設けられ、その上部近傍に現像剤
返し５および現像剤規制部材９が設けられ、そしてその
下部近傍に現像幅に関して一方向に現像剤を搬送する第
１搬送手段２４が設けられている。攪拌室Ａ内には上記
第１搬送手段２４とは反対方向に現像剤を搬送する第２
搬送手段２３が、長芋方向に設けられている。これら搬
送手段２３．２４は一般にスクリュー羽根軸で構成され
る。また攪拌室Ａと現像室Ｂとの間の隔壁１４には、Ｗ
！送手段２３，２４の両端位置で現像室Ｂおよび攪拌室
Ａを結ぶ上述した開口２５．２６が設けられている。

このような構成を持った現像器１２は、第４図に示すよ
うに、現像スリーブ２１を外方に向けて回転現像装置ｉ
ｔ内に固定、設置されており、装置１１の中心軸１２ａ
の周りで間欠的に回動される。一般にフルカラー複写機
では、マゼンタ現像剤、シアン現像剤、イエロー現像剤
、ブラック現像剤の４Ｍ類が使用され、第４図のように
、現像器１２としてマゼンタ用現像器１２Ｍ、シアン用
現像器１２Ｃ，イエロー用現像器１２Ｙおよびブラック
用現像器１２８Ｋが装備される。そして、潜像担持体１
０と対向する現像位置へと送られ。

そこで各色の現像作用を行なう。

が　　　　　　　　　　　　る しかしながら、上記現像器１２では、トナー濃度が低下
した現像剤と補給されたトナーとを混合、攪拌して、こ
れを現像幅（現像スリーブ２１の長手方向）の片端に搬
送させるため、現像室Ａ内で例えば現像幅に対して奥側
の開口２６側にトナ濃度が高い現像剤が、手前側の開口
２５側にトナ１１度が低下した現像剤が偏在することと
なり、このため画像上、奥側が濃く１手前側が薄くなる
傾向がある。

また各現像器１２は回転現像装置ｌｌに固定。

設置されているため、現像器５ｔｔｔの回転によりその
姿勢を変えながら１回転することになる０例えば、第４
図において、マゼンタ用現像器１２Ｍについて着目する
と、マゼンタ用現像器１２Ｍは、現像時に像担持体ｌＯ
に対向し正立しているが、次にシアン用現像器１２ｃで
現像するため、現像器！１１１が反時計方向に９０度旋
回すると、マゼンタ用現像器１２Ｍは、今迄ブラック用
現像器１２ＢＫが位置した上方に移動し、反時計方向に
９０度転倒した姿勢になる。この姿勢では、現像５１１
２Ｍ内の現像剤は攪拌室Ａ側に移動する。

同様に反時計方向に９０度ずつ２回回転して、初めシア
ン用現像器１２Ｃが位置していた下方に移動すると、マ
ゼンタ用現像器１２Ｍは、倒立した姿勢になる。現像容
器１２内の現像剤は、第６図に示されるように、第１．
第２の搬送手段２４２３および現像スリーブ２１の回転
によって。

隔壁１４両端の開口２５．２６を通して攪拌室Ａおよび
現像室Ｂの間を受は渡し、ｔｌ環されているが、上記マ
ゼンタ用現像器１２Ｍの如く、現像器１２Ｍが倒立した
姿勢にある場合、隔壁１４両端部の開口２５．２６の箇
所においては、攪拌室Ａ側の現像剤が重力とスリーブ２
１内のマグネットロールの磁力の作用を受けて、スリー
ブ２１へ引き付けられ、そこで滞留し易くなる。特にス
リーブ２１から攪拌室Ａへ現像剤を受は渡す、即ち現像
に使用された現像剤をスリーブ２１から回収して攪拌室
Ａへ受は渡し、トナー補給、攪拌、混合させるための開
口２６の近辺においては、スリーブ２１内のマグネット
ロールの磁力作用によって、上記の現像剤の滞留が大き
くなる傾向がある。

また現像器Ｍｌｌが回転して各色の現像を行なっていく
ことにより、現像器１２内の現像剤に回転作用による遠
心力が働き、特に現像剤返し５隔ｇ１１４およびスリー
ブ２１に囲まれた部分では第１搬送手段２４でスリーブ
２１長手方向に搬送されながらもスリーブ２１に押し付
けられることにより、現像剤が凝集し易くなっていく。

このため現像網の循環性が低下し、現像剤への規制力が
増加して、現像剤の寿命が短かく、寿命を延すことが難
かしかった。また特に低湿下の環境では、トナーのチャ
ージアップが加速され、第３図のグラフ中にｘ印で示す
ように１画像の大きな濃度低下を引き起こしていた。

従って、本発明は、上述の現状に鑑み、現像室内におけ
る現像剤への過剰な凝集を抑えて、現像剤の循環性を向
上すると共に、少量トナー消費時や低湿時におけるトナ
ーのチャージアップを抑え、更に現像幅方向で現像剤の
トナー濃度の差を減少し、濃度差のない現像画像を得る
ことを可能とした現像装置を提供することを目的とする
。

る　　　　　の この目的は、以下に述べる本発明の構成によって完全に
連成することができる。すなわち、本発明は、トナーと
キャリアとからなる２戊分現像剤を収容する現像容器内
を隔壁により両端の開口で連通ずる現像室と攪拌室とに
区画し、前記現像室内に長芋方向に沿って現像スリーブ
と第１の現像剤搬送手段とその上に現像剤規制部材およ
び現償剤返し部材とを設け、前記攪拌室内に長手方向に
沿って前記第１の現像剤搬送手段と搬送方向が反対方向
の第２の現像手段を設けた現像装置において、前記隔壁
の前記両端の開口の間に更に別の開口を設けたことを特
徴とする現像装置である。

支１遺 以下１本発明の実施例を詳細に説明する。

実施例１ 第１図は、本発明の現像装置の一実施例を示す縦断面図
、第２図は、同じく上方から見た水モ断面図である。水
現像装置は、現像容器２内を攪拌室Ａと現像室Ｂとに区
画する隔壁１４の両端の開口２５．２６とは別に更に開
口８を設けたことが特徴である。その他の構成は第５〜
６図に示した従来の現像器１２と基本的に同じで、第１
〜２図において第５〜６図に付した符号同一の符号は同
一の部材を示す。

現像室Ｂ内にその長手方向に設けられた現像スリーブ２
１は、現像室Ｂの開口に一側を臨ませて像担持体ｌＯと
対向している。現像スリーブ２１は公知の非磁性材料で
構成され、現像動作時には図の矢印方向に回転する。現
像スリーブ２１内には、磁界発生手段であるマグネット
ロール３が不動に設置され、このマグネットロール３は
、現像磁極Ｎ２と、２成分現像剤４を搬送する磁極ｓＩ
およびＳ２と、スリーブ２１上の現像剤４の厚みを規制
する磁極Ｎ１と、現像スリーブ２１に現像剤４を汲み上
げる磁極Ｓ３とを有しており、上記磁極ｓ２．ｓ３によ
り現像に使用して回収された現像剤４をスリーブ２１か
ら剥ぎ取る反挨作用を与えている。

現像室Ｂ内下部には、隔壁１４の開口２５から開口２６
方向へ位置方向に現像剤４を搬送する第１搬送手段２４
が設けられ、また現像室Ｂ内上方には、現像剤返し５お
よび現像剤規制部材９が設けられる。

現像剤規制部材９は、ＳＵＳステンレス、アルミニウム
などの公知の磁性材料で作成され、現像室Ｂ内に現像ス
リーブ２１の上方にこれと所定の隙間を設けて取り付け
られており５現像スリーブ２１内マグネツトロール３の
規制磁極Ｎ！と協働して、現像スリーブ２１に付着して
像担持体１０との現像部へと搬送される現像剤４の量、
具体的には現像剤４の厚さを規制している。

攪拌室Ａ内下部には、ｔ５ｔの現像剤搬送手段２４とは
反対方向に現像剤４を搬送する第２の現像剤搬送手段２
３が設けられ、攪拌室Ａの１方側壁には、トナー補給口
１３が設けられている。このトナー補給口１３を経て、
消費されたトナーに見合った量のトナーが攪拌室Ａ内に
落下、補給される。

本発明では、上述したように、攪拌室Ａと現像室Ｂとを
区画する隔１１１４に１両端の開口２５゜２６とは別に
開口８が更に設けられる。この開口８は、隔壁１４両端
の開口２５．２６の間で現像幅の方向（現像ロール２１
の長手方向）に細長く伸びている６本実施例では、隔壁
１４の開口８上下の隔壁部１４ａ下端、１４ｂ上端が水
平方向に間隔を開け、開口８は水平面内に設けられてい
る本実施例では、２成分現像剤４は、トナーとして非磁
性トナーを用いた平均体積粒径８ｐｍのものを使用した
。

このような体積粒径は、次のような測定方法で求めた。

すなわち、測定装置としてコールタ−カウンターＴＡ−
ｎ型（コールタ−社製）を用い、個数平均分布、体積平
均分布を出力するインターフェイス（日本科学機械社製
）およびＣＸ−１パーソナルコンピユータ（キャノン製
）を接続して使用した。

電解液として、１級塩化ナトリウムを用いて１％Ｎａｃ
ｌ水溶液を調製した。この電解液１００〜１５０ｍｊＬ
中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルチルベン
ゼンスルホン酸塩を０．１〜５ｍＪｌ加え、更に測定試
料を０．５〜５０ｍｇ加えた。試料を懸濁した電解液は
、超音波分散器で約１〜３分間分散処理して、測定に供
した。

前記コールタ−カウンターＴＡ−■型により。

１１００ｙＬアパチヤーを用いて２〜４０ｐｍの粒子の
粒度分布を測定して１体積平均分布を求めた、そしてそ
の体積平均分布から体積平均粒子径を求めた。

次に１本実施例の現像装置の作用について説明する。

第２図において、トナー補給口１３からトナーが攪拌室
Ａへ落下、補給されると、補給されたトナーは、攪拌室
Ａ内下部の第２！ｌ送手段２３により現像剤４と攪拌さ
、混合しながら、左から右へと矢印方向に搬送され、そ
して隔壁の１４の開口２５を介して現像室Ｂへ受は渡さ
れる。現像室Ｂでは、第１搬送手段２４が受は渡された
現像剤４を現像スリーブ２１に供給しつつ、右から左へ
と搬送する。

現像スリーブ２１に供給された現像剤４は、現像スリー
ブ２１の回転に伴ない上方に移動し、現像剤規制部材９
により規制され、現像スリーブ２１上に規定の厚ざの現
像剤４の薄層が形成される、残りの現像剤４は、現像ス
リーブ４の回転、現像剤規制部材９および現像剤返し５
の作用により、現像室Ｂ内を矢印Ｃ方向に循環する。

現像スリーブ２１上の現像剤４は、像担持体ｌＯとの現
像部へと搬送され、そこで現像バイアス等の作用により
トナーが飛翔して、像担持体１０上の潜像を現像し消費
される。現像が終了した残余の現像剤４は、そのまま現
像スリーブ２！の回転に伴なって現像器２内へ回収され
る。

このと８本現像装置が、第４図に示す回転現像装置１１
１の現像器１２として使用される場合、前述したように
回転現像装置１１の回転により遠心力が働いて、現像室
Ａ内の現像剤４が凝集しようとするが、隔壁１４に開口
８を設けであるため。

現像室Ｂ内の現像剤４が開口８を通って攪拌室Ａに排出
される。

このため現像室Ｂでの現像剤４の凝集、規制力を軽減す
ることができる。また現像剤４の循環速度が上がり、現
像室Ａ内で例えば現像幅に対して奥側の開口２６側にト
ナ濃度が高い現像剤が１手前側の開口２５側にトナー濃
度が低下した現像剤が偏在することもなく、画像上、奥
側が濃く、手前側が薄くなる問題を解消できる。更にト
ナーを大量消費するベタ現像においても、トナーの供給
を十分に行なわせることができ、逆にトナー消費量の少
ない現像を繰り返しても、トナーのチャージアップを減
少させることができる。

第３図に１本実施例１の現像装置を用いた場合の現像画
像の濃度変化を示す。

使用条件は下記の通りである。

像担持体ｔ　ｏ　：　ｏｐｃドラム８０ｓｓφ現像スリ
ーブ２１　：　３２ｍｍφ、像相持体とは逆方向の回転
、２８０■層／ｓｅａ　、スリーブ内マグネットロール
５極 現像剤規制部材９：ＳＵＳ製、スリーブ・ブレード間隙
８０μ層 搬送手段２３ニスクリユー軸、外径２０騰■φ、　１５
層■ピッチ、　　３ｇＯｒｐｍ 搬送手段２４ニスクリユー軸、外径２０ｍ鵬φ、２０ａ
ｓピツチ、　３ＢＯｒｐｍ 開口８の幅方向長さ：４１腸 スリーブ・像担持体間：５０Ｇ＃Ｌｓ 第３図に示されるように、本実施例１の現像装置によれ
ば、画像濃度の減少は、現像枚数が増大しても非常に少
なく、従来例の現像装置の場合と比べ大幅に改善されて
いる。

第７図は１本発明の現像装置の他の実施例を示す縦断面
図である０本現像装置では、現像容器２の攪拌室Ａ上方
に補給用トナーを収容したホッパ７を設け、現像室Ｂの
上方に第３の搬送手段６を設け、また隔！！１４に鉛直
面内に位置した開口８を設けた点が、第１〜２図に示し
た現像装置と異なる０本現像装置のその他の構成は基本
的に同じで、第７図において第１〜２図に付した符号と
同一の符号は同一の部材を示す。

本実施例では、現像スリーブ３の外径は２０ｍｍφであ
り、スリーブ周速２００ｍｍ／ｓｅｃで像担持体（図示
せず）と順方向に回転駆動される、現像スリーブ２１内
マグネツトロール３は、Ｓ２極が現像極で９００ガウス
、Ｎｌ極が規制極で７５０ガウス、Ｎ２極が搬送極で８
００ガウス、Ｓ２極が汲み上げ極で７００ガウスである
。ｗ４ｔ、第２．第３搬送手段２４．２３および６はス
クリュー軸で、それぞれ外８！１２　ｍ　ｍφ２回転ａ
３２０ｒｐｍ、ピッチ２０　ｍ　ｍ　；外径１２ｍｍφ
。

回転数２５Ｏｒｐｍ、ピッチ１０ｍｍ；外径１０ｍｍφ
、回転数１７Ｏｒｐｍ、ピッチ５ｍｍとされる。第３搬
送手段６は、現像室Ｂ内上方で第１搬送手段２４とは反
対方向に現像剤４を搬送する本実施例の現像装置によっ
ても、現像室Ｂ内の現像剤４に遠心力が働いたときに、
隔壁１４に設けた開口８を通って現像剤４が攪拌室Ａに
排出されるので、現像室Ｂでの現像剤４の凝集、規制力
を軽減することができ、また現像剤４の循環速度が上が
り１画像上、奥側が濃く、手前側が薄くなる問題を解消
できるなど、実施例１の現像装置と同様、優れた効果を
奏する。

先の第３図に１本実施例２の現像装置を用いた場合の現
像画像の濃度変化を併せて示す、第３図に示されるよう
に、本実施例２の現像装置によれば、実施例１のときと
同様、画像濃度の減少は現像枚数が増大しても非常に少
なく、従来例の現像装置の場合と比べ大幅に改善されて
いる。

先見立Ｊ１ 以上説明したように、本発明の現像装置によれば、現像
室内における現像剤への過剰な凝集を抑えて、現像剤の
循環性を向上すると共に、多着トナー消費時や低湿時に
おけるトナーのチャージ７ツプを抑え、更に現像輻方向
で現像剤のトナー濃度の差を減少し、濃度差のない現像
画像を得ることを可能とする。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の現像装置の一実施例を示す縦断面図
である。 第２図は、同じく上方から見た水平断面図である。 第３図は１本発明および従来の現像装置による現像画像
の濃度変化を示すグラフである。 第４図は、従来の回転現像装置を示す概略構成図である
。 第５図は、第４図の回転現像装置に設けられた従来の現
像器を示す縦断面図である。 第６図は、同じく上方から見た水平断面図である。 ２：現像容器 ３：マグネットロール ５：現像剤返し ８．２５．２６：開　口 ９：現像剤規制部材 １１：回転現像装置 １２：現像器 １４：隔 壁 ２１：現像スリーブ ６．２３．２４：搬送手段 第４図 第５図 第 図 第３図 度 ００ ｉ　ｏｏ。 （枚） 第６図 １ム ′ｊ！］ 第７図 ３ ４ （方式） （−）「図面の簡単な説明」を次のように補正す平成 １年１０月１２日 る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を収容す
   る現像容器内を隔壁により両端の開口で連通する現像室
   と攪拌室とに区画し、前記現像室内に長手方向に沿って
   現像スリーブと第１の現像剤搬送手段とその上に現像剤
   規制部材および現像剤返し部材とを設け、前記攪拌室内
   に長手方向に沿って前記第１の現像剤搬送手段と搬送方
   向が反対方向の第２の現像手段を設けた現像装置におい
   て、前記隔壁の前記両端の開口の間に更に別の開口を設
   けたことを特徴とする現像装置。