JPH087491B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等
の現像装置に関する。

〈従来技術〉 従来の現像装置は、第３図の如く、感光体１に近接し
て配された現像槽２と、該現像槽２に磁性トナー３を補
給するトナー補給槽４とからなり、現像槽２とトナー補
給槽４との間に仕切板５が設けられ、該仕切板５の下方
に現像槽２とトナー補給槽４とを連通するトナー補給口
６が形成されている。

前記現像槽２は、現像装置本体７に回転自在に支持さ
れた現像ローラ８と、該現像ローラ８上に付着する現像
剤（トナーとキヤリア）９の量を規制するドクター10と
が内装されている。前記現像ローラ８は、第４図の如
く、感光体１の回転方向と逆方向に回転するスリーブ11
と、該スリーブ11の内面に配されスリーブ11と逆方向に
回転するマグネツト体12とからなる。

前記トナー補給槽４は、磁性トナー３を攪拌してトナ
ー補給口６より現像槽２に送り込むトナー攪拌ローラ13
が回転自在に内装されている。

上記構成において、現像槽２内の現像剤（トナーとキ
ヤリア）９は、現像ローラ８のスリーブ11およびマグネ
ツト体12の回転により搬送され、ドクター10によりスリ
ーブ11上の現像剤９の量が規制され、さらに感光体１ま
で搬送され、現像が行なわれる。

また、特開昭60-75854号公報、特開昭62-5279号公
報、特開昭63-6572号公報、特開昭63-83753号公報、特
開昭63-129366号公報等において、磁性トナーを使用し
た２成分現像装置が開示されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、磁性トナー３とキヤリアとからなる現
像剤９は、従来の現像装置では、トナー補給槽４から供
給された磁性トナー３と現像剤９との攪拌がよく行なわ
れない。しかも、現像剤９の攪拌室もしくは還流路内の
圧力や流動性が現像剤９の劣化や湿度、温度等に応じて
変化し、現像剤９のトナー濃度が不安定になるといつた
問題がある。

また、プリンタの現像では、主に反転現像方式が使用
されており、第５図（ａ）（ｂ）に示す原稿14,15を連
続して200枚印字した後に黒ベタパターン（原稿の黒白
比100％）を印字した場合、第６図（ａ）（ｂ）に示す
原稿16,17が得られ、部分的に白抜けＣが発生した。白
抜けＣの発生位置は原稿の非画像部に発生し、原稿の画
像部には発生していない。

また、白抜けＣの発生した非画像部に相当する位置の
現像ローラのスリーブ上のトナーの帯電量と、白抜けＣ
の発生していない画像部に相当する位置の現像ローラの
スリーブ上のトナーの帯電量とを比較した場合、前者の
方が低くなつている。この原因としては、原稿の画像部
と非現像部とでは感光体と接触する時に電気的に受ける
影響が異なり、非画像部のスリーブ上の現像剤は常に感
光体の電位の高い（通常400V以上）部分と接触している
ため、現像剤の電荷が放電し、トナーの帯電量が低下し
て感光体へのトナーの転移量が少なくなり、黒ベタ部の
画像濃度が低下するためである。

そこで、本発明は、上記に鑑み、現像剤のトナー濃度
の不安定をなくし、しかも現像ローラのスリーブ上の現
像剤の帯電性を向上させることができる現像装置の提供
を目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 本発明請求項１による課題解決手段は、第1,2図の如
く、互いに回転自在に設けられたスリーブ11とマグネツ
ト体12とからなる現像ローラ８を内装した現像槽２と、
該現像槽２と仕切板５を介して区切られトナー補給口６
から現像槽２に磁性トナー３を補給するトナー補給槽４
とを備え、前記現像槽２にスリーブ11上の現像剤９の量
を規制するドクター10が設けられ、前記トナー補給口６
とドクター10との間に前記現像ローラ８に近接してその
スリーブ11上の現像剤９を掻き取る掻取部材20が配さ
れ、該掻取部材20に掻き取られた現像剤９と補給された
磁性トナー３とを混合撹拌して現像剤９のトナー濃度を
一定にするための撹拌部21が前記掻取部材20とスリーブ
11とに囲まれることによつて形成され、前記掻取部材20
に前記ドクター10により規制された現像剤９を前記撹拌
部21に導くとともに磁性トナー３が通る開口23が形成さ
れたものである。

請求項２では、掻取部材20とドクター10との間に、ド
クター10に規制された現像剤９を加圧状態で撹拌しなが
ら撹拌部21の方向へ還流させる第二撹拌部24が前記ドク
ター10とスリーブ11と仕切板５とに囲まれることによつ
て形成され、前記掻取部材20の開口23と前記第二撹拌部
24とが連通され、該第二撹拌部24により還流された現像
剤９が掻取部材20で掻き取られた現像剤９と混合するよ
うトナー補給口６に近接して前記掻取部材20が配された
ものである。

請求項３では、トナー補給槽４に、磁性トナー３を現
像槽２に送り込むトナー撹拌ローラ13が内装され、該ト
ナー撹拌ローラ13に、トナー補給口６に向かつて磁性ト
ナー３を搬送して還流された現像剤９に押し付ける付勢
部13aと、トナー補給口６で押し付けられて固まつた現
像剤９を破砕するように磁性トナー３に振動を与える破
砕部13bとが設けられたものである。

〈作用〉 上記請求項１による課題解決手段において、感光体１
に転移しなかつた現像済み現像剤９は、スリーブ11に付
着したまま搬送されて、掻取部材20の掻取部22で掻き取
られる。掻き取られた現像剤９は、掻取部22に行き止め
られるとともにマグネツト体12の回転により流れが生じ
る。

そして、トナー補給槽４よりトナー補給口６へ送り出
された磁性トナー３は、マグネツト体12の磁力に引き寄
せられて、流れにより現像剤９と磁性トナー３とが混合
攪拌されてトナー濃度が均一に所定の値となる。攪拌部
21において充分に攪拌された現像剤９は、スリーブ11お
よびマグネツト体12の回転により、掻取部22とスリーブ
11との隙間を通過してドクター10まで搬送される。ここ
で、ドクター10により現像剤９は付着量が規制され感光
体１に搬送される。一方、ドクター10により規制されて
削り落とされた現像剤９は、掻取部材20の方に循環して
いき、掻取部材20の開口23を通り、撹拌部21における現
像剤の流れに合流して再び撹拌される。

したがつて、磁性トナー３を用いた現像剤９におい
て、マグネツト体12を回転させ、掻取部材20に攪拌部21
を形成することで、現像剤９と磁性トナー３とが充分に
混合攪拌され、磁性トナー３が現像剤９に均一に混合さ
れてトナーの帯電性が向上し、しかも現像剤９のトナー
濃度が安定する。

請求項２において、ドクター10により規制されて削り
落とされた現像剤９は、第二撹拌部24において還流Ｂで
示す流れを発生させ、掻取部材20に向かつて流れてい
き、撹拌部21での還流Ａと合流して再び攪拌される。

そして、現像剤９の流れ（還流Ｂ）は、現像ローラ８
の磁力とスリーブ11の回転により現像剤９を強力に搬送
しているので、第二攪拌部24の領域は上部にほとんど空
間を形成することなく、現像剤で満たされている（空間
がない）ため、現像剤の体積が変化しにくいので、トナ
ー濃度が安定しやすい。しかも、現像剤をドクター10で
さらに削り取つて還流を生じさせ、攪拌部21で生じた還
流と合わさるため、現像剤の攪拌性能を向上させること
ができる。また、掻取部材20の取付位置がトナー補給口
６に近接しており、供給トナーの混合攪拌を充分に行な
うことができる。

請求項３において、付勢部13aおよび破砕部13bが、ト
ナー攪拌ローラ13の半周の度に磁性トナー３をトナー補
給口６に向かつて波状に加圧搬送して補給している。破
砕部13bは、磁性トナー３と還流Ａと還流Ｂが合流して
還流された加圧現像剤９に固まりが有れば振動を与えて
砕き、付勢部13aはトナー補給槽４内の磁性トナー３を
トナー補給口６に搬送して、合流して還流された現像剤
９の流れに対して、磁性トナー３を波状に押し付けて混
合攪拌を促進させることができる。

〈実施例〉 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す現像装置の断面図、第
２図は同じく要部拡大図である。なお、従来と同じ構成
部品には同一符号を付す。

本発明の現像装置は、図示の如く、互いに回転自在に
設けられたスリーブ11とマグネツト体12とからなる現像
ローラ８を内装した現像槽２と、該現像槽２に磁性トナ
ー３を補給するトナー補給槽４とを備え、前記現像槽２
にスリーブ11上の現像剤９の量を規制するドクター10が
設けられ、前記トナー補給槽４から現像槽２へのトナー
補給口６とドクター10との間に前記現像ローラ８に近接
してそのスリーブ11上の現像剤９を掻き取る掻取部材20
が配され、該掻取部材20に掻き取られた現像剤９と補給
された磁性トナー３とを混合攪拌して現像剤９のトナー
濃度を一定にするための攪拌部21がが形成されたもので
ある。

そして、前記掻取部材20とドクター10との間に、ドク
ター10に規制された現像剤９を攪拌しながら攪拌部21の
方向へ還流させる第二攪拌部24が形成され、該第二攪拌
部24により還流された現像剤９が掻取部材20で掻き取ら
れた現像剤９と混合するようトナー補給口６に近接して
前記掻取部材20が配されている。

また、前記トナー補給槽４に、磁性トナー３を現像槽
２に送り込むトナー攪拌ローラ13が内装され、該トナー
攪拌ローラ13にトナー補給口６で磁性トナー３を現像剤
９に押し付けて混合させる付勢部13aと、トナー補給口
６で押し付けられて固まつた現像剤９を破砕する破砕部
13bとが設けられている。

また、磁性トナー３は磁性酸化鉄を含有したトナーか
らなり、フエライト、鉄粉または磁性酸化鉄造粒キヤリ
アを使用したキャリアと磁性トナー３とを混合して現像
剤９が生成されている。

前記掻取部材20は、断面Ｌ形の平板で、現像ローラ８
方向に直角に折曲された端部が掻取部22とされ、掻取部
22と反対側の端部が折曲げられてトナー補給口６の下方
の現像装置本体７に取付けられている。

前記掻取部22は、トナー補給口６よりもスリーブ11の
回転方向下流側でドクター10の手前側にある。そして、
掻取部22とスリーブ11との間隔ｄは、ドクター10とスリ
ーブ11との間隔をｅとすると、ｅ≦ｄ≦1.0mmとされ
る。なお、本実施例においては、ｄ＝0.7±0.1mm、ｅ＝
0.3±0.02mmに設定されている。

前記攪拌部21は、トナー補給口６と現像ローラ８とを
連通するように掻取部材20に穿設された開口23と、前記
掻取部22と、スリーブ11とで囲まれた領域である。

そして、掻取部22でスリーブ11上から掻き取られた現
像剤９は、第２図に示すようにマグネツト体12の回転に
より還流Ａを生じさせ、トナー補給口６から開口23を通
してマグネツト体12の磁力に引き寄せられた磁性トナー
３と現像剤９とがこの流れにより混合攪拌される。

前記第二攪拌部24は、ドクター10と、スリーブ11と、
仕切板５とで囲まれた領域で、ドクター10により規制さ
れた現像剤９は、マグネツト体12の磁力とスリーブ11の
回転によりスリーブ11上を搬送される現像剤９に押し流
されて掻取部材20に向かう還流Ｂを生じさせる。

前記トナー補給ローラ13は、現像装置本体に回転自在
に支持されたローラ軸25に支持板26が固定され、該支持
板26の一端に前記付勢部13aが取付けられ、該付勢部13a
と反対側の他端に破砕部13bが取付けられたものであ
る。

前記付勢部13aは、支持板26と直交する方向に取付け
られた樹脂板からなり、トナー補給槽４の底面に弾性的
に摺接しながらトナー３を搬送させる。

前記破砕部13bは、ローラ軸25の両端に固定されロー
ラ軸25と平行に配されたコイルスプリングからなり、ト
ナー３に振動を与えてトナー３が固まるのを防止する。

なお、スリーブ11の回転数は60rpm、マグネツト体12
の回転数は500rpm、感光体１とスリーブ11との間隔は0.
35mmに設定されている。

他の構成は、上記従来技術と同じであるので、詳細な
説明は省略する。

上記構成において、現像剤９は、現像ローラ８のスリ
ーブ11上に磁気的に付着し穂立ち状態となり、スリーブ
11およびマグネツト体12の回転により搬送されて、ドク
ター10で付着量を規制され、感光体１に搬送されて転移
し現像される。

感光体１に転移しなかつた現像済み現像剤９は、スリ
ーブ11に付着したまま搬送されて、掻取部22で掻き取ら
れる。掻き取られた現像剤９は、掻取部22に流れを阻止
されるとともにマグネツト体12の回転により開口23に向
かう還流Ａが生じる。

トナー補給槽４では、付勢部13aおよび破砕部13bが、
トナー攪拌ローラ13の半周の度に磁性トナー３をトナー
補給口６に向かつて波状に加圧搬送して補給している。
破砕部13bは、磁性トナー３と還流Ａと還流Ｂが合流し
て還流された加圧現像剤９に固まりが有ればそれを砕
き、付勢部13aはトナー補給槽４内の磁性トナー３をト
ナー補給口６に搬送して、合流して還流された現像剤９
の流れに対して、磁性トナー３を波状に押し付けて混合
攪拌を促進させる。

トナー補給口６において、現像剤９と磁性トナー３の
攪拌混合が行なわれた後の現像剤９は、現像ローラ８の
磁力とスリーブ11の搬送力等によつて、掻取部材20に設
けられた開口23の下方を通つて、スリーブ11に向かつて
還流する。

そして、トナー補給槽４のトナー攪拌ローラ13により
トナー補給口６へ送り出された磁性トナー３は、攪拌部
21での現像剤９のトナー濃度が低いときは、マグネツト
体12の磁力に引き寄せられて、還流Ａにより現像剤９と
磁性トナー３とが攪拌されてトナー濃度が均一に所定の
値となる。

攪拌部21によつて充分に攪拌された現像剤９は、スリ
ーブ11およびマグネツト体12の回転により、掻取部22と
スリーブ11との隙間を通過してドクター10まで搬送され
る。ここで、現像剤９の一部は、ドクター10とスリーブ
11との隙間を通り抜けて付着量が規制され感光体１に搬
送される。一方、ドクター10により規制されて削り落と
された現像剤９は、還流Ｂで示す流れを発生させ、掻取
部材20の方に循環していき、再び還流Ａによつて攪拌さ
れる。

そして、現像剤９の流れ（還流Ｂ）は、現像ローラ８
の磁力とスリーブ11の回転により現像剤９を強力に搬送
しているので、第二攪拌部24の領域は上部にほとんど空
間を形成することなく、むしろ加圧状態で現像剤９が充
填還流している。第二攪拌部24を反時計回りに還流した
現像剤（還流Ｂ）は、掻取部材20によつて掻きとられた
現像剤の流れ（還流Ａ）と対向合流してトナー補給口６
に還流する。

したがつて、磁性トナー３とキヤリアを用いた現像剤
９において、マグネツト体12を回転させ、掻取部材20で
スリーブ11から現像剤９を掻き取り、マグネツト体12の
回転と攪拌部21を形成することで、現像剤９と磁性トナ
ー３とが充分に攪拌され、磁性トナー３が現像剤９に均
一に混合され、混合攪拌された現像剤９が感光体１に搬
送されていくので、トナーの帯電性が向上し、しかも現
像剤９のトナー濃度が安定する。そのため、反転現像方
式における白抜けの発生を防止することができる。

また、トナー補給槽４内のトナー量の多少や、温度、
湿度変化による磁性トナーや現像剤の流動性の変化に極
めて影響されにくいトナー濃度の自動安定化機構を有す
る現像装置が実現でき、現像槽２における攪拌ローラお
よびトナー濃度センサを不要にすることができ、現像装
置の小型化、低コスト化を図ることができる。

さらに、第二攪拌部24を形成することにより、仕切板
５とドクター10との間は現像剤で満たされている（空間
がない）ため、現像剤の体積が変化しにくいので、トナ
ー濃度が安定しやすい。しかも、現像剤をドクター10で
さらに削り取つて還流を生じさせ、攪拌部21で生じた還
流と合わさるため、現像剤の攪拌性能を向上させること
ができる。また、掻取部材20の取付位置がトナー補給口
６に近接しており、供給トナーの混合攪拌が充分に行な
うことができる。

そして、トナー攪拌ローラ13に付勢部13aと破砕部13b
とを設けることにより、攪拌部21におけるトナーの現像
剤への混合攪拌を促進させることができる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修正および変
更を加え得ることは勿論である。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかな通り、本発明請求項１による
と、トナー補給槽から現像槽へのトナー補給口とドクタ
ーとの間に現像ローラに近接してそのスリーブ上の現像
剤を掻き取る掻取部材が配され、該掻取部材に掻き取ら
れた現像剤と補給された磁性トナーとを混合撹拌して現
像剤のトナー濃度を一定にするための撹拌部が前記掻取
部材とスリーブとに囲まれることによつて形成され、前
記掻取部材に前記ドクターにより規制された現像剤を前
記撹拌部に導くとともに磁性トナーが通る開口が形成さ
れているので、撹拌部において掻取部材によつて掻き取
られた現像剤とドクターによつて規制された現像剤およ
びこれらの現像剤と磁性トナーとが充分に撹拌され、磁
性トナーが現像剤に均一に混合されてトナーの帯電性が
向上し、しかも現像剤もトナー濃度が安定になる。

そのため、現像槽における攪拌ローラおよびトナー濃
度センサを不要にすることができ、現像装置の小型化、
低コスト化を図ることができるといつた優れた効果があ
る。

請求項２では、掻取部材とドクターとの間に、ドクタ
ーに規制された現像剤を加圧状態で撹拌しながら撹拌部
の方向へ還流させる第二撹拌部が前記ドクターとスリー
ブと仕切板とに囲まれることによつて形成され、前記掻
取部材の開口と前記第二撹拌部とが連通され、該第二撹
拌部により還流された現像剤が前記掻取部材で掻き取ら
れた現像剤と混合するようトナー補給口に近接して前記
掻取部材が配されているため、第二撹拌部では現像ロー
ラの搬送力により現像剤が加圧状態で還流され、現像剤
の体積が変化しにくいので、トナー濃度が安定しやす
い。しかも、現像剤をドクターでさらに削り取つて還流
を生じさせ、攪拌部で生じた還流と合わさるため、現像
剤の攪拌性能を向上させることができる。また、掻取部
材の取付位置がトナー補給口に近接しており、供給トナ
ーの混合撹拌を充分に行なうことができる。

請求項３では、トナー補給槽に、磁性トナーを現像剤
に送り込むトナー攪拌ローラが内装され、該トナー撹拌
ローラに、トナー補給口に向かつて磁性トナーを搬送し
て還流された現像剤に押し付ける付勢部と、トナー補給
口で押し付けられて固まつた現像剤を破砕するように磁
性トナーに振動を与える破砕部とが設けられているの
で、撹拌部で生じた還流に対して磁性トナーを押し付け
ることができ、磁性トナーの現像剤への混合攪拌を促進
させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す現像装置の断面図、第
２図は同じく要部拡大図、第３図は従来の現像装置の断
面図、第４図は現像ローラと感光体の回転方向を示す
図、第５図（ａ）（ｂ）は印字する原稿のパターンを示
す図、第６図（ａ）（ｂ）は反転現像した原稿のパター
ンを示す図である。 2:現像槽、3:磁性トナー、4:トナー補給槽、8:現像ロー
ラ、9:現像剤、10:ドクター、11:スリーブ、12:マグネ
ツト体、13:トナー攪拌ローラ、20:掻取部材、21:攪拌
部、24:第二攪拌部。

フロントページの続き (72)発明者 黒坂 俊之 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−261761（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−55683（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−65066（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−75854（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに回転自在に設けられたスリーブとマ
   グネツト体とからなる現像ローラを内装した現像槽と、
   該現像槽と仕切板を介して仕切られトナー補給口から現
   像槽に磁性トナーを補給するトナー補給槽とを備え、前
   記現像槽にスリーブ上の現像剤の量を規制するドクター
   が設けられ、前記トナー補給口とドクターとの間に前記
   現像ローラに近接してそのスリーブ上の現像剤を掻き取
   る掻取部材が配され、該掻取部材に掻き取られた現像剤
   と補給された磁性トナーとを混合撹拌して現像剤のトナ
   ー濃度を一定にするための撹拌部が前記掻取部材とスリ
   ーブとに囲まれることによつて形成され、前記掻取部材
   に前記ドクターにより規制された現像剤を前記撹拌部に
   導くとともに磁性トナーが通る開口が形成されたことを
   特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】掻取部材とドクターとの間に、ドクターに
   規制された現像剤を加圧状態で撹拌しながら撹拌部の方
   向へ環流させる第二撹拌部が前記ドクターとスリーブと
   仕切板とに囲まれることによつて形成され、前記掻取部
   材の開口と前記第二撹拌部とが連通され、該第二撹拌部
   により環流された現像剤が前記掻取部材で掻き取られた
   現像剤と混合するようトナー補給口に近接して前記掻取
   部材が配されたことを特徴とする請求項１記載の現像装
   置。
3. 【請求項３】トナー補給槽に、磁性トナーを現像槽に送
   り込むトナー撹拌ローラが内装され、該トナー撹拌ロー
   ラに、トナー補給口に向かつて磁性トナーを搬送して環
   流された現像剤に押し付ける付勢部と、トナー補給口で
   押し付けられて固まつた現像剤を破砕するように磁性ト
   ナーに振動を与える破砕部とが設けられたことを特徴と
   する請求項１記載の現像装置。