JPH10149015A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像剤担持体上での現像剤搬送に伴う現像剤
の移動でトナー濃度に応じて現像剤中にトナー取り込む
トナー濃度の自己制御可能な現像装置において、現像剤
担持体の現像剤搬送方向と直交する方向での現像濃度の
ムラを抑える。 【解決手段】 現像スリーブ４とドクタ６とのギャップ
を、該ギャップの幅が該現像スリーブ４による現像剤搬
送方向下流側に行くに従って狭くなるように形成する。
これにより、該ギャップにおいて、現像剤３同士や該現
像剤３とドクタ６との接触、摩擦によって該現像剤３に
与えられるストレスが次第に大きくなり、トナーの帯電
がより速く効率的に立ち上がるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンター等の画像形成装置の現像装置に係り、
詳しくは内部に磁界発生手段を備える現像剤担持体上
に、トナーと磁性粒子とを含む二成分現像剤を収容した
現像剤収容部の現像剤を磁力により担持させ、現像剤規
制部材とのギャップを通過させることによって現像剤担
持体上に担持した現像剤の量を規制した後に、回動によ
り画像形成装置の潜像担持体と対向する現像領域に現像
剤を搬送するとともに、上記現像剤収容部とトナー取り
込み開口部を介して連通し、かつ、収容されているトナ
ーが現像剤担持体上の現像剤に接触するトナー収容部内
の上記トナーを、上記現像剤の移動により該現像剤中に
取り込む現像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の現像装置として、例え
ば、容器内で現像剤担持体上に磁性粒子層を形成すると
ともに、容器内のトナー補給部においてこの磁性粒子層
に接触するようにトナーを収容し、内部に固定配置され
た磁石を有する現像剤担持体の回転に伴う磁性粒子層の
磁性粒子の移動により、該トナー補給部で磁性粒子層内
にトナーを取り込み、トナーと磁性粒子の混合された現
像剤を、現像剤規制部材で層厚規制して現像領域に搬送
する現像装置において、該磁石は、上記トナー補給部に
対向する磁極を持たず、現像剤担持体の回転方向に関し
て上記トナー補給部の下流側、かつ該規制部材の上流側
に磁極を持ち、上記トナー補給部の下流側、かつ上記規
制部材の上流側で、該磁極の磁界が及ぶ範囲内の位置に
現像剤担持体と対向して設けられ、該現像剤担持体との
間に磁性粒子層の充満した領域（以下、現像剤収容部と
いう）を形成する遮蔽部材を有する現像装置が知られて
いる（例えば特公平５−６７２３３号公報参照）。

【０００３】この現像装置においては、上記現像剤収容
部に滞留する現像剤は、トナー濃度が高く現像剤の嵩が
大きい状態になると、現像剤の充填率が高まって動きに
くくなり、規制部材を通過する現像剤を除き、現像剤収
容部内の現像剤の動きはほとんどなくなる。逆に、トナ
ーの消費によってトナー濃度が低下して現像剤の嵩が小
さい状態になると、現像剤収容部内の現像剤の充填率が
低くなって現像剤が動きやすくなり、トナーが現像剤内
に取り込まれる。そして、現像剤のトナー濃度が上昇し
て現像剤の嵩が大きくなると、前述同様に再び現像剤収
容部内の現像剤がほとんど動かなくなり、トナーの取り
込みが停止する。

【０００４】図６は、このような現像装置の一例を示す
ものである。この現像装置は、像担持体である円筒状の
感光体ドラム１の側方に配設され、感光体ドラム１に向
けて開口部が形成されたケーシング２、該開口部から一
部が露出した、トナー及び磁性粒子（以下「キャリア」
という。）からなる現像剤３を表面に担持する現像剤担
持体としての回転駆動される現像スリーブ４、現像スリ
ーブ４の内部に固定配置した磁界発生手段としての固定
磁石群からなるマグネットローラ５、現像スリーブ４上
に担持されて搬送されている現像剤３の量を規制する現
像剤規制部材としてのドクタ６、現像スリーブ４上方で
該スリーブ４の表面との間に現像剤３の現像剤収容部１
０を形成するように設けられたカバー部材７、トナー収
容部としてのトナーホッパ８などを備えている。このト
ナーホッパ８は、現像剤搬送方向における現像剤収容部
１０の上流側に隣接して現像スリーブ４表面と対向する
トナー補給用開口８ａを有し、該トナー補給用開口８ａ
に隣合ったスペースには、ホッパ８内のトナー３ａをト
ナー補給用開口８ａに向けて撹拌しながら送り出すトナ
ー撹拌搬送部材としてのトナーアジテータ９が配設され
ている。

【０００５】この現像装置において、現像スリーブ４上
の現像剤３は、該スリーブ４の矢印Ｓ方向の回転に伴っ
て搬送され、ドクタ６により所定の量に規制される。規
制された後の現像スリーブ４上の現像剤３は、矢印方向
に回転している感光体ドラム１と対向する現像領域Ａに
搬送される。この現像領域Ａで、現像剤中のトナーが感
光体ドラム１上に形成されている静電潜像に供給され、
該静電潜像の可視像化が行われる。この現像領域Ａを通
過した現像剤３は、現像スリーブ４の回転に伴って更に
搬送され、アジテータ９で送り出されたトナーが充満し
ているトナー補給用開口８ａを通過し、現像剤収容部１
０に戻る。このトナー補給用開口８ａを通過する間に、
現像によりトナー濃度が低下した現像剤部分に新しいト
ナー３ａが取り込まれる。一方、上記現像領域Ａに供給
されずにドクタ６で進行が阻止された現像剤３の一部
は、現像剤収容部１０内で現像剤３自身の内圧及び重力
によってトナー補給用開口８ａ付近まで移動し、現像ス
リーブ４の回転に伴う現像剤移動層の移動とともにドク
タ６側に搬送されて循環する。

【０００６】このように、この種の現像装置によれば、
現像剤収容部１０内へのトナー３ａの取り込みが現像剤
のトナー濃度に応じて自動的に行われ、トナー濃度が自
己制御されるので、現像剤３のトナー濃度が常にほぼ一
定濃度の範囲となるように保たれる。このため、トナー
濃度センサや該センサの出力に応じて駆動制御するトナ
ー補給部材などの複雑なトナー濃度制御機構が不要とな
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図６の装置
のような従来提案されていた現像装置においては、現像
剤担持体の現像剤搬送方向と直交する方向でトナーの帯
電量のムラを生じさせやすく、その後の画像形成時に該
帯電量のムラに対応した現像濃度差や地汚れが発生して
しまうという問題点があった。

【０００８】図７は、この現像濃度差の発生の様子の説
明図である。図７（ａ）は、画像形成すべき原稿画像、
図７（ｂ）は画像形成を行う現像装置の現像スリーブ
４、図７（ｃ）は、該画像形成後における現像スリーブ
４上現像剤のトナー帯電量分布を示すグラフ、図７
（ｄ）はこの画像形成後にベタのハーフトーン画像を形
成した場合の現像像である。また、図８は該現像装置の
ドクタ６近傍の拡大図である。上記画像形成すべき原稿
画像は白地に黒のストライプの入った原稿画像である。
このストライプが現像装置の現像スリーブ４の回転方向
に延びているため、現像スリーブ４の回転方向と直交す
る方向ｘにおいて、該ストライプに対向する箇所のトナ
ーのみが集中的に消費され、該箇所のトナー濃度が低下
し、トナーホッパ８から新しいトナーを多く取り込む。
また、白地の部分ではトナーを消費しないため、新しい
トナーは取り込まれず、既に帯電が立ち上がったトナー
が次回の画像形成に用いられる。図８に示すように、現
像スリーブ４上の現像剤のうちの余分な現像剤３はドク
タ６によって現像スリーブ４表面から離され、それ以外
の現像剤３が該ドクタ６と現像スリーブ４との間の規制
領域Ｂを通過するが、上記新しいトナーが次回の画像形
成のためにそのまま現像領域Ａへ運ばれてしまうと、ト
ナーがストレスを受ける上記規制領域Ｂを通過する距離
が短いためにキャリアやドクタ６等と十分に摩擦し合う
ことがなく、十分に帯電することができない。そして、
上記新しいトナーの帯電が立ち上がらない状態でベタの
ハーフトーン画像を形成すると、図７（ｄ）に示すよう
に帯電不十分な新しいトナーの多い部分では現像濃度が
他の部分に比して濃く、現像濃度差のある現像像が形成
されてしまう。

【０００９】このような濃度ムラを解消するため、例え
ば、上記現像スリーブ４上の現像剤を規制する現像剤規
制部材としてのドクタ６によって規制する規制領域Ｂの
該現像剤担持体による現像剤搬送方向の距離が長くなる
ように上記ドクタ６を形成して、上記現像剤に付与する
ストレスを増加させ、帯電を十分にさせようとする改良
がなされている。しかしながら、上記規制領域Ｂに進入
した現像剤は該規制領域Ｂにおいて大きな密度変化もな
くすんなりとこの領域を通過してしまうので、このよう
な改良によっても上記新しく取り込まれたトナーの帯電
を十分に立ち上げることは難しい。このため、該トナー
帯電量の上記現像スリーブ軸方向における部分差に対応
して現像像上に現像濃度差が現れるのを防止しきれなか
った。

【００１０】なお、例えば、特開昭６３−２２５２６９
号公報では、磁性粒子とトナー粒子とを有する現像剤を
現像部で用いて潜像を現像する現像装置において、トナ
ー粒子と磁性粒子とを有する現像剤を収容する現像剤容
器と、潜像を担持する潜像担持体と対向して、トナー粒
子を該潜像担持体に供給する現像部を形成するととも
に、前記容器から現像剤を該現像部に担持搬送する現像
剤担持部材と、前記現像剤担持部材の前記現像剤担持表
面と反対側に設けられた磁界発生手段と、前記現像剤担
持部材表面上に塗布される磁性粒子とトナー粒子との量
を規制する部材とを有し、前記現像剤塗布量規制部材の
先端を、前記現像剤担持体移動方向上流側で現像剤中に
位置させ、規制部材をこの移動方向下流側に向けて設け
たことを特徴とする現像装置が提案されている。この現
像装置によれば、規制部における現像剤の負荷を軽減す
るとともに、摩擦帯電が十分でないトナーは現像剤担持
部材から離脱させて十分に摩擦帯電されたトナーを現像
領域に供給することができる。これにより、上記現像剤
搬送方向に直交する方向でのトナー帯電量のムラに起因
する現像濃度差の解消にも寄与する可能性があるが、現
像領域への剤供給能力が十分でないおそれがある。

【００１１】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、現像剤担持体上での
現像剤搬送に伴う現像剤の移動でトナー濃度に応じて現
像剤中にトナー取り込むトナー濃度の自己制御可能な現
像装置であって、現像剤担持体の現像剤搬送方向と直交
する方向での現像濃度のムラを抑えることができる現像
装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、内部に磁界発生手段を備える現
像剤担持体上に、トナーと磁性粒子とを含む二成分現像
剤を収容した現像剤収容部の現像剤を磁力により担持さ
せ、現像剤規制部材とのギャップを通過させることによ
って現像剤担持体上に担持した現像剤の量を規制した後
に、回動により画像形成装置の潜像担持体と対向する現
像領域に現像剤を搬送するとともに、上記現像剤収容部
とトナー取り込み開口部を介して連通し、かつ、収容さ
れているトナーが現像剤担持体上の現像剤に接触するト
ナー収容部内の上記トナーを、上記現像剤の移動により
該現像剤中に取り込む現像装置において、上記現像剤担
持体と上記現像剤規制部材とのギャップを、該ギャップ
の幅が該現像剤担持体による現像剤搬送方向下流側に行
くに従って狭くなるように形成したことを特徴とするも
のである。

【００１３】この現像装置においては、上記現像剤担持
体と上記現像剤規制部材とのギャップ幅が該現像剤担持
体による現像剤搬送方向下流側に行くに従って狭くなる
ので、くさび効果により、該ギャップを通過する現像剤
の密度が次第に大きくなり、現像剤同士や現像剤と現像
剤規制部材との間に付与されるストレスが次第に大きく
なる。これにより、現像剤中のトナーの帯電がより速く
効率的に立ち上がるようになる。

【００１４】請求項２の発明は、請求項１の現像装置に
おいて、上記現像剤規制部材の現像剤規制を行う側の先
端に傾斜を設けることにより、上記ギャップを形成した
ことを特徴とするものである。

【００１５】この現像装置においては、上記現像剤規制
部材の現像剤規制を行う側の先端に傾斜を設けることに
より上記ギャップを形成したので、上記現像剤規制部材
に別部材を取り付けて該ギャップを形成した場合とは異
なり、該別部材を取り付けた場合に生じやすい該別部材
と上記規制部材との段差が生じることがない。これによ
り、該段差に起因する現像剤の滞留が発生することがな
いので、現像剤に効果的にストレスを付与することがで
きる。

【００１６】請求項３の発明は、請求項１の現像装置に
おいて、上記現像剤規制部材を上記現像剤担持体による
現像剤搬送方向上流側に傾けて設けることにより、上記
ギャップを形成したことを特徴とするものである。

【００１７】この現像装置においては、上記現像剤規制
部材を上記現像剤担持体による現像剤搬送方向上流側に
傾けて設けることにより上記ギャップを形成したので、
上記現像剤規制部材に別部材を取り付けて該ギャップを
形成した場合とは異なり、該別部材を取り付けた場合に
生じやすい該別部材と上記規制部材との段差が生じるこ
とがない。これにより、該段差に起因する現像剤の滞留
が発生することがないので、現像剤に効果的にストレス
を付与することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を画像形成装置であ
る電子写真複写機（以下、複写機という）の現像装置に
適用した一実施形態について説明する。図１は本実施形
態に係る現像装置の概略構成図である。本実施形態にお
いては、上記現像剤担持体としての現像スリーブ４と上
記現像剤規制部材としてのドクタ６とのギャップを、該
ギャップの幅が該現像スリーブ４による現像剤搬送方向
（以下、剤搬送方向という）下流側に行くに従って狭く
なるように形成している。その他の構成は前述の図６の
現像装置と同様であるので、説明を省略する。

【００１９】図２は、ドクタ６近傍の拡大図である。図
示の装置においては、上記ドクタ６の上記現像剤を規制
する側の先端部が、該先端部と現像スリーブ４表面とで
くさび形状を形成するような傾斜を有するように形成さ
れている。該先端部は、例えば、図８に示した先端部の
形状が上記現像スリーブ４表面と略平行であるようなド
クタ６の現像剤３が進入する側の角を面取りすることに
よって形成することができる。このように形成されたド
クタ６と現像スリーブ４との間の規制領域Ｃにおいて
は、現像スリーブ４の回転によって該規制領域Ｃに進入
した現像剤３は該規制領域Ｃを進むにつれてその密度が
次第に大きくなり、現像剤３同士や該現像剤３とドクタ
６との接触、摩擦によって該現像剤３に与えられるスト
レスが次第に大きくなる。これにより、トナーの帯電が
より速く効率的に立ち上がるようになる。

【００２０】上記現像スリーブ４と上記ドクタ６とのギ
ャップを、該ギャップの幅が上記剤搬送方向下流側に行
くに従って狭くなるように形成するには、図８で示した
上記形状のドクタ６の剤搬送方向上流側の面あるいは剤
搬送方向下流側の面に、現像剤に接触する先端部と現像
スリーブ４表面とでくさび形状を形成するようなくさび
形状形成部材６ａを取り付けて形成することも可能であ
る。例えば、図３は上記ドクタ６の剤搬送方向上流側の
面に上記くさび形状形成部材６ａを設けて上記ギャップ
を形成した例である。しかしながら、このようにドクタ
６に別部材を取り付けて上記ギャップを形成した場合に
は、該別部材とドクタ６との間に段差が生じやすく、こ
の部分に現像剤３が滞留してしまうことがある。このよ
うな剤の滞留が起きると、現像剤３に効果的にストレス
が付与されなくなってしまうので、図２の例のようにド
クタ３自体を上記形状に形成した方が望ましい。

【００２１】次に、実施形態に係る現像装置を用いた場
合の現像濃度差の発生の様子について図４を用いて説明
する。図４は、該現像濃度差の発生の様子の説明図であ
る。図４（ａ）は、画像形成すべき原稿画像、図４
（ｂ）は画像形成を行う現像装置の現像スリーブ４、図
４（ｃ）は、該画像形成後における現像スリーブ４上現
像剤のトナー帯電量分布を示すグラフ、図４（ｄ）はこ
の画像形成後にベタのハーフトーン画像を形成した場合
の現像像である。図示のように、白地に黒のストライプ
の入った原稿画像の画像形成を行った場合に、該ストラ
イプに対向する箇所で新しいトナーを多く取り込んで
も、図２で示したドクタ６と現像スリーブ４とでくさび
形状に形成された規制領域Ｃにおいて該新しいトナーの
帯電が効率良く立ち上がる。これにより、現像スリーブ
４の現像剤搬送方向と直交する方向でのトナー帯電量の
ムラを抑えることができるので、現像濃度のムラを抑え
ることができる。従って、上記ストライプに対向する箇
所でもトナー帯電量が十分に確保されてから現像領域Ａ
に搬送されるため、上記画像形成後にベタのハーフトー
ン画像を形成した場合でも、現像濃度のムラのない画像
を形成することができる。

【００２２】図５は、変形例に係る現像装置の概略構成
図である。この現像装置においては上記ドクタ６を上記
剤搬送方向上流側に傾けて設けることにより、上記現像
スリーブ４とドクタ６との間のギャップを、該ギャップ
の幅が上記剤搬送方向下流側に行くに従って狭くなるよ
うに形成している。この場合、現像剤は該ドクタ６の下
面６１に沿って上記剤搬送方向に移動する間に密度が高
まり、ストレスが付与されてトナーの帯電が効果的に行
われる。そして、上記ドクタ６の先端部と現像スリーブ
４表面との間の上記ギャップの幅が最も狭い部分を通過
することにより所定の量に規制されて現像領域に供給さ
れる。

【００２３】この現像装置においても、現像剤３に新し
いトナーが取り込まれた直後でも該現像剤３が上記ドク
タ下面６１と現像スリーブ４とのギャップを通過する間
に該新しいトナーの帯電が効率良く立ち上がる。これに
より、現像スリーブ４の現像剤搬送方向と直交する方向
でのトナー帯電量のムラを抑えることができるので、現
像濃度のムラを抑えることができる。

【００２４】また、図５の現像装置のように、上記ドク
タ６自体を上記剤搬送方向上流側に傾けて設けて上記ギ
ャップの幅が上記剤搬送方向下流側に行くに従って狭く
なるように形成すれば、上記ドクタ６に別部材を取り付
けて該ギャップを形成した場合とは異なり、該別部材を
取り付けた場合に生じやすい該別部材と上記ドクタ６と
の段差が生じることはない。よって、該段差に起因する
現像剤の滞留が発生することがないので、現像剤３に効
果的にストレスを付与することができる。

【００２５】

【発明の効果】請求項１乃至３の発明によれば、くさび
効果により、上記現像剤担持体と上記現像剤規制部材と
のギャップを通過する現像剤の密度が次第に大きくな
り、現像剤に付与されるストレスが次第に大きくなるの
で、該現像剤中のトナーの帯電がより速く効率的に立ち
上がるようになる。よって、現像スリーブ４の現像剤搬
送方向と直交する方向でのトナー帯電量のムラを抑える
ことができるので、現像濃度のムラを抑えることができ
るという優れた効果がある。なお、摩擦帯電が不十分な
トナーも上記ギャップを通過する間に十分に帯電させる
ことができるので、該摩擦帯電が不十分なトナーを上記
ギャップ部よりも上流側で現像剤担持体側で離脱させる
場合とは異なり、十分に現像領域に剤を供給することが
できるという効果がある。

【００２６】特に、請求項２及び３の発明によれば、上
記現像剤規制部材に別部材を取り付けて該ギャップを形
成した場合とは異なり、現像剤の滞留が発生することが
なく、現像剤に効果的にストレスを付与することができ
る。よって、より速くトナーの帯電が立ち上がるように
なるので、より効果的に現像の鵜殿村を抑えることがで
きるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る現像装置の概略構成を示す正面
図。

【図２】同現像装置のドクタ６近傍の拡大図。

【図３】同ドクタ６の変形例を示す説明図。

【図４】（ａ）〜（ｄ）は、現像装置の効果の説明図。

【図５】変形例に係る現像装置の概略構成図。

【図６】従来の現像装置の一例の概略構成図。

【図７】（ａ）〜（ｄ）は、従来の現像装置の不具合の
説明図。

【図８】同現像装置のドクタ６近傍の拡大図。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ２ ケーシング ３ 現像剤 ３ａ トナー ４ 現像スリーブ ５ マグネットローラ ６ ドクタ（現像剤規制部材） ７ カバー部材 ７ａ 庇部の先端部 ８ トナーホッパ ８ａ トナー補給用開口 ９ トナーアジテータ １０ 現像剤滞留部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に磁界発生手段を備える現像剤担持体
   上に、トナーと磁性粒子とを含む二成分現像剤を収容し
   た現像剤収容部の現像剤を磁力により担持させ、現像剤
   規制部材とのギャップを通過させることによって現像剤
   担持体上に担持した現像剤の量を規制した後に、回動に
   より画像形成装置の潜像担持体と対向する現像領域に現
   像剤を搬送するとともに、上記現像剤収容部とトナー取
   り込み開口部を介して連通し、かつ、収容されているト
   ナーが現像剤担持体上の現像剤に接触するトナー収容部
   内の上記トナーを、上記現像剤の移動により該現像剤中
   に取り込む現像装置において、 上記現像剤担持体と上記現像剤規制部材とのギャップ
   を、該ギャップの幅が該現像剤担持体による現像剤搬送
   方向下流側に行くに従って狭くなるように形成したこと
   を特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】請求項１の現像装置において、 上記現像剤規制部材の現像剤規制を行う側の先端に傾斜
   を設けることにより、上記ギャップを形成したことを特
   徴とする現像装置。
3. 【請求項３】請求項１の現像装置において、 上記現像剤規制部材を上記現像剤担持体による現像剤搬
   送方向上流側に傾けて設けることにより、上記ギャップ
   を形成したことを特徴とする現像装置。