JPH06230668A

JPH06230668A - 粉体現像剤の排出方法

Info

Publication number: JPH06230668A
Application number: JP5014906A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Saito; 洋輔西東; Masayasu Anzai; 正保安西; Yoshitaka Fujinuma; 善隆藤沼; Yasuo Kikuchi; 康夫菊池; Kunihiro Nagasawa; 邦浩長澤
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 1993-02-01
Filing date: 1993-02-01
Publication date: 1994-08-19

Abstract

(57)【要約】【目的】現像剤の給排出を自動で行つた場合でも、排
出残量を少なくすることが可能で、かつ現像剤の給排出
を繰り返しても、容量がほぼ一定とすることが可能な粉
体現像剤の排出方法を提供する。【構成】現像剤５を容器１から排出する際、現像剤排
出口１０６を開け、搬送用スクリユー２，３を逆転させ
て容器１の底部に溜まつている現像剤５を排出し、次に
現像剤担持体４を正転させて、現像剤担持体４上に付着
している現像剤５を剥離部材６で容器１の底部にかき落
とし、次いで搬送用スクリユー２，３を逆転させてかき
落とされた現像剤５を排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は静電潜像を現像して可視
化する画像形成装置、例えば複写機、レーザビームプリ
ンタ等の現像装置の粉体現像剤の排出方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法を利用した複写機やレーザビ
ームプリンタ（ＬＢＰ）では、トナーとキヤリアとから
なる２成分現像剤が多用されている。２成分現像剤は、
使用するにつれて現像剤が劣化し、印刷品質の低下を生
じる。このため現像装置内の現像剤を定期的に交換する
必要がある。従来は現像剤の交換は、サービスマンが現
像装置を取り出して現像剤を排出し、次いで現像剤を投
入することで行われていた。このため作業の手前が掛か
つたり、衣服や設置場所を汚すという問題があつた。

【０００３】このため特公昭５０−２８２６３号公報に
は、現像剤の攪拌、搬送手段であるスクリユーのモータ
を逆転し、装置内の劣化した現像剤を自動的に外部容器
に排出する方法が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
装置は、現像剤を排出する際、スクリユーは一方向に一
定時間回転するのみであり、現像剤がうまく排出されな
いで現像剤担持体上、あるいはスクリユー・容器底部間
に残留するという問題があつた。

【０００５】残留した現像剤は、使い込んで劣化してい
るため、その量が多いと新しい現像剤が投入されても、
劣化した現像剤が占める割合が多いために、すぐに印刷
品質の低下を起こす原因となる。そしてその量が極端に
多い場合、所定の現像剤容量投入しても、所定容量を大
幅に上回ることになり、その結果として、現像剤が軸方
向で偏りを生じる。

【０００６】また、スクリユーの上面を現像剤で極端に
覆つている場合、その上面に補給されたトナーには、ス
クリユーで攪拌する力が働かない。このためトナーは、
十分に帯電されないまま現像領域に運ばれ、かぶり、ト
ナー飛散の原因となる。また、軸方向で偏つたまま現像
剤担持体に搬送された場合、規制部材で形成された磁気
ブラシの密度にも違いを生じる。このため広面積像で
は、偏りが原因で濃度むらなどを生じることがある。

【０００７】そこで本発明では、現像剤の給排出を自動
で行つた場合でも、排出残量を少なくすることが可能
で、かつ現像剤の給排出を繰り返しても、容量がほぼ一
定とすることが可能な粉体現像剤の排出方法を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、粉体現像剤
を収容する容器と、その容器の底部付近に設けられ、正
逆転可能な現像剤搬送用スクリユーと、その搬送用スク
リユーと感光体との間に配置され、感光体上の潜像を可
視化するための磁気ブラシを形成する現像剤担持体と、
その現像剤担持体と前記搬送用スクリユーとの間に配置
され、前記潜像の可視化に供し得なかつた現像剤を現像
剤担持体からかき落とす剥離部材と、前記搬送用スクリ
ユーの一端側に設けられた開閉可能な現像剤排出口とを
備えた現像装置において、前記現像剤を容器から排出す
る際、前記現像剤排出口を開け、前記搬送用スクリユー
を逆転させて容器の底部に溜まつている現像剤を排出
し、次に前記現像剤担持体を正転させて、現像剤担持体
上に付着している現像剤を前記剥離部材で容器の底部に
かき落とし、次いで搬送用スクリユーを逆転させてかき
落とされた現像剤を排出することにより達成される。

【０００９】また上記目的は、上記において、前記搬送
用スクリユーの外周と容器の底部との隙間が０．５〜
２．０ｍｍの範囲に規制されていることにより達成され
る。

【００１０】さらに上記目的は、上記において、前記現
像剤担持体の前記剥離部材先端部と対向する位置の磁束
密度が０〜０．０１Ｔ、磁気吸引力が０〜０．０１Ｎで
あることにより達成される。

【００１１】

【作用】まず第１のステツプで、スクリユーを逆回転し
現像剤担持体の回転を停止する。その結果、現像剤容器
の底部にある現像剤が排出される。

【００１２】次に第２のステツプで、スクリユーを正転
し現像剤担持体も正転する。その結果、現像剤担持体上
にある現像剤が剥離部材によつてかき落とされる。

【００１３】次に第３ステツプで、スクリユーを逆回転
する。その結果、かき落とされた現像剤が排出される。

【００１４】

【実施例】電子写真法を用いるレーザプリンタに適用し
た本発明の実施例を図１を用いて説明する。

【００１５】現像剤収容容器（現像容器）１底部には、
回転軸に螺旋状の翼を有する２本のスクリユー状のスク
リユー（Ａ）２，（Ｂ）３が設けられており、現像剤５
を、攪拌、混合しながら、現像剤担持体４まで搬送す
る。

【００１６】このスクリユー（Ａ）２と現像剤担持体４
間には、剥離部材６が設けられている。現像剤担持体４
には複数の磁極を持つ永久磁石（Ａ）７が内在されてお
り、矢印方向にスリーブ（Ａ）８のみ回転しながら、現
像剤５を吸着、搬送する。現像剤５は、搬送方向に設け
られた規制部材９によつて一定の高さに規制され、感光
体１０まで搬送される。感光体１０上は、帯電器１１の
コロナ放電により表面を均一に帯電された後、半導体レ
ーザ、ＬＥＤ等の光源１２により潜像が形成される。感
光体１０上の潜像に搬送された現像剤５は、トナーのみ
感光体１０に付着し、現像を終えた現像剤は、詳しくは
後述するが、剥離部材６の先端で現像剤担持体４からか
き落とされ、再び攪拌混合が行われる。規制部材９で規
制された残りの現像剤は、傾斜案内板１３によりスクリ
ユー（Ｂ）３上に運ばれる。

【００１７】トナーホツパ１４は、現像剤収容容器１上
に設けられており、現像剤中のトナー濃度が一定レベル
以下になつた時、トナーフイードロール１５を駆動し、
トナー１６をスクリユー（Ｂ）３上に投入する。この
時、補給されたトナーは、傾斜案内板１３上から運ばれ
てくる現像剤と一旦スクリユー（Ｂ）３により攪拌され
た後、スクリユー（Ａ）２により攪拌混合が行われる。

【００１８】仕切り板１７は、左右のスクリユー（Ａ）
２，（Ｂ）３の間に設けられており、トナーを補給直
後、混合攪拌が十分行われず、帯電の不十分なトナーや
前記浮遊トナーが現像剤担持体４に搬送されるのを防い
だり、現像剤の淀みを防止するのに有効である。

【００１９】現像剤担持体４下部には、飛散キヤリア、
感光体１０上に付着したキヤリアを補集するためのキヤ
リア回収部材１８が設けられている。キヤリア回収部材
１８には現像剤担持体４同様に、永久磁石（Ｂ）１９が
固定して内在しており、スリーブ（Ｂ）２０のみ矢印方
向に回転して、補集したキヤリアを搬送する。搬送され
たキヤリアは、キヤリア回収部材１８と現像剤担持体４
のＳ１極間に働く磁力により、現像剤担持体４に吸引さ
れる。

【００２０】次に、現像剤排出時の機構について説明す
る。

【００２１】図２は、通常、現像機が駆動している場合
の各駆動ギアの動きを表したものである。

【００２２】モータからの駆動力をドライブギア１００
でスクリユー（Ｂ）ギア１０１に伝え、これによりスク
リユー（Ａ）ギア１０２、アイドラギア１０３、現像剤
担持体駆動ギア１０４を図の矢印方向に駆動する。

【００２３】図３は、この時のスクリユー（Ａ）２，
（Ｂ）３による現像剤の搬送状態を表したものである。
スクリユー（Ａ）２，（Ｂ）３の駆動ギア１０１，１０
２は、互いに逆方向に回転しているので、スクリユー
（Ａ）２，（Ｂ）３は、図の矢印方向に現像剤を搬送し
ている。

【００２４】排出時には、まず図４のように、ドライブ
ギア１００が通常とは逆方向に回転（逆転）し、同様に
各ギアも逆転する。この時、現像剤担持体駆動ギア１０
４には、一方向しか回転しないワンウエイクラツチ１０
５が内在されているため、排出時には、現像剤担持体４
は回転しない。このためスクリユー（Ａ）２，（Ｂ）３
のみ逆方向に回転して、図５のように、通常とは反対方
向に現像剤を搬送するので、現像剤は排出口１０６を通
過して排出される。

【００２５】現像容器１内の現像剤が或る程度排出され
た時点で、今度は通常の方向に回転（正転）する。この
時、Ｓ１−Ｓ３極間の磁気吸引力の弱い点で現像剤は切
り離される。

【００２６】この際、現像容器１内の現像剤が或る程度
排出して、スクリユー（Ａ）２の占める現像剤のレベル
が下がつていることが望まれる。なお、図６は、図５の
Ａ部の拡大断面図であり、現像剤排出口１０６が開放さ
れた状態を示している。

【００２７】図７のように、スクリユー（Ａ）２部に現
像剤１０７が残つたままでは、現像剤が切り離されて
も、現像剤担持体近傍の現像剤１０８が再び付着するた
めに、現像剤担持体４上に現像剤が残留する。

【００２８】図８のように、現像剤が或る程度排出され
た状態で正転を行うと、現像剤が再付着することがない
ので、現像剤担持体４上に現像剤が残留することがな
い。

【００２９】即ち、現像剤排出時の動作は、図９ないし
図１２のように行うと効率よく排出することができる。

【００３０】図９は、現像機の停止状態を示したもの
で、この状態から駆動モータを逆転して、スクリユー
（Ａ）２，（Ｂ）３のみを逆転させ、まず現像容器１内
の現像剤の排出を行う。現像容器１内の現像剤が或る程
度排出された状態（図１０）で、次に図１１のように、
駆動モータを正転させ、現像剤担持体４、スクリユー
（Ａ）２，（Ｂ）３を通常の方向に回転させる。現像剤
は、Ｓ１−Ｓ３間の磁気吸引力の弱い部分、即ち、剥離
部材６の先端位置で現像剤担持体４から剥離される。剥
離された現像剤は、図１２のように、スクリユー（Ａ）
２部に溜まり、再び駆動モータを逆転することによつて
排出される。即ち、現像剤排出は、駆動モータの逆転→
正転→逆転を繰り返して行うことにより達成される。

【００３１】図１３は、現像剤担持体４内の永久磁石
（Ａ）７の磁極位置関係とこれによつて生じる磁束分布
１１０、磁気吸引力１１１について表したものである。

【００３２】磁気吸引力１１１は、現像剤担持体４内の
表面に磁性材料からなる吸引部材を設置し、これが吸引
される力を測定したものである。磁気吸引力１１１は、
磁束密度と磁界の勾配の積で作用するので、磁束分布の
勾配が大きい部分では大きく、逆に小さい部分では小さ
くなる（図１４参照）。

【００３３】現像が終了した後、現像剤は、前述したよ
うにＳ１−Ｓ３極間で切り離される。この時、剥離部材
６の先端位置を、現像剤の磁気吸引力が弱い点に設定す
れば、現像剤担持体４に吸引される力が弱いため、うま
く切り離すことができる。

【００３４】実験によれば、０〜０．０１Ｎであれば現
像剤を切り離すことができる。Ｓ１−Ｓ３極間の磁束密
度が０〜０．０１Ｔの点では、磁気吸引力が殆ど０Ｎで
あるので、ほぼ完全に現像剤を切り離すことができた。

【００３５】また、剥離部材６の後端部１１２は、一
旦、現像剤担持体４から切り離された現像剤が再付着し
ないような機能を果たしていると共に、現像剤担持体４
の吸引極Ｓ３は上方に設定されている。

【００３６】図１５は、スクリユー外周−現像容器底部
間距離Ｌｍｍと、現像剤排出時にその間に排出仕切れな
いで残る残量の関係を表したものである。

【００３７】Ｌ＞２．０ｍｍでは、スクリユー（Ａ）
２，（Ｂ）３と現像容器１の底部間に及ぼす力が十分に
働かなくなるため、その間の残量が急激に多くなる。

【００３８】一方、Ｌ＜０．５ｍｍでは、逆にスクリユ
ーと現像容器底部間に生じる圧力が大きすぎて、トナー
ブロツキング（現像剤が圧縮されることによるトナーの
塊が発生する）等、現像剤に掛かる負荷が大きくなり、
劣化する原因となる。

【００３９】このため現像剤に負荷を掛けずに効率よく
排出するためには、スクリユー外周と現像容器底部間距
離Ｌｍｍは０．５〜２ｍｍ、好ましくは０．７〜１．５
ｍｍとするのが望ましい。

【００４０】また、現像剤の所定容量をＸｋｇ、排出時
に排出仕切れないで残る排出残量をＹｋｇとする時、結
果的には、現像剤交換時に（Ｘ−Ｙ）ｋｇの現像剤が排
出されることになる。現像剤交換時に投入する現像剤量
をＸｋｇとした時、交換後の現像剤量は（Ｘ＋Ｙ）ｋｇ
となり、Ｙｋｇ分所定量を超えてしまうことになる。所
定容量を大きく超えてしまう場合、前述したように、偏
りによる不具合を生じる。

【００４１】このため初期の現像剤投入量をＸｋｇ、現
像剤交換時に投入する現像剤量を（Ｘ−Ｙ）ｋｇとすれ
ば、常に現像剤容量を一定に維持できるため、容量の変
動によつて生じる障害を防ぐことができる。

【００４２】上記説明において、画像形成装置の現像
機、現像方式は、図１のような構成、方式としたが、現
像剤担持体の回転方向、現像剤担持体本数、スクリユー
の形状、攪拌補助部材の形状、傾斜案内板の形状、仕切
り板構造等は、このようなものに限定されることなく、
本発明の効果を得ることができる。

【００４３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、現像剤排
出時には、現像容器内の現像剤を排出すると共に、現像
剤担持体上の現像剤の排出を剥離部材を用いて効率よく
行うようにしたので、現像剤担持体上に現像剤を残すこ
となく排出することができる。請求項２記載の発明によ
れば、搬送用スクリユーの外周と現像容器の底部との隙
間が０．５〜２０ｍｍの範囲に規制されているので、現
像剤に掛かる負荷を抑え、スクリユー外周−底部間に現
像剤を残すことなく排出できる。

【００４４】請求項３記載の発明によれば、現像剤担持
体の剥離部材先端部と対向する位置の磁束密度が０〜
０．０１Ｔ、磁気吸引力が０〜０．０１Ｎであるので、
現像剤の切り離しを完全に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る現像装置の断面図であ
る。

【図２】正転時の駆動ギヤの回転方向を示す説明図であ
る。

【図３】正転時の現像剤の移動方向を示す説明図であ
る。

【図４】逆転時の駆動ギヤの回転方向を示す説明図であ
る。

【図５】逆転時の現像剤の移動方向を示す説明図であ
る。

【図６】図５のＡ部の拡大断面図である。

【図７】正転時の現像剤排出状態を表す説明図である。

【図８】正転時の現像剤排出状態を表す説明図である。

【図９】現像剤排出シーケンスを表す説明図である。

【図１０】現像剤排出シーケンスを表す説明図である。

【図１１】現像剤排出シーケンスを表す説明図である。

【図１２】現像剤排出シーケンスを表す説明図である。

【図１３】剥離部材の形状と磁極位置関係を表す説明図
である。

【図１４】図１３に示す各位置の磁束密度と吸引力を示
す図表である。

【図１５】スクリユー外周と現像剤排出残量との関係を
示す図表である。

【符号の説明】

１現像剤収容容器２，３スクリユー４現像剤担持体５現像剤６剥離部材７，１９永久磁石８，２０スリーブ９規制部材１０感光体１３傾斜案内板１４トナーホツパ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者菊池康夫茨城県勝田市武田1060番地日立工機株式会社勝田工場内 (72)発明者長澤邦浩茨城県勝田市武田1060番地日立工機エンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粉体現像剤を収容する容器と、その容器
の底部付近に設けられ、正逆転可能な現像剤搬送用スク
リユーと、その搬送用スクリユーと感光体との間に配置され、感光
体上の潜像を可視化するための磁気ブラシを形成する現
像剤担持体と、その現像剤担持体と前記搬送用スクリユーとの間に配置
され、前記潜像の可視化に供し得なかつた現像剤を現像
剤担持体からかき落とす剥離部材と、前記搬送用スクリユーの一端側に設けられた開閉可能な
現像剤排出口とを備えた現像装置において、前記現像剤を容器から排出する際、前記現像剤排出口を開け、前記搬送用スクリユーを逆転
させて容器の底部に溜まつている現像剤を排出し、次に前記現像剤担持体を正転させて、現像剤担持体上に
付着している現像剤を前記剥離部材で容器の底部にかき
落とすことを繰り返したのち、次いで搬送用スクリユーを逆転させてかき落とされた現
像剤を排出することを特徴とする粉体現像剤の排出方
法。
【請求項２】請求項１記載において、前記搬送用スク
リユーの外周と容器の底部との隙間が０．５〜２．０ｍ
ｍの範囲に規制されていることを特徴とする粉体現像剤
の排出方法。
【請求項３】請求項１記載において、前記現像剤担持
体の前記剥離部材先端部と対向する位置の磁束密度が０
〜０．０１Ｔ、磁気吸引力が０〜０．０１Ｎであること
を特徴とする粉体現像剤の排出方法。