JP2000347488A - 現像装置及びこの現像装置を備えるプロセスカートリッジ並びに画像形成装置 - Google Patents

現像装置及びこの現像装置を備えるプロセスカートリッジ並びに画像形成装置

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JP2000347488A
JP2000347488A JP2000073776A JP2000073776A JP2000347488A JP 2000347488 A JP2000347488 A JP 2000347488A JP 2000073776 A JP2000073776 A JP 2000073776A JP 2000073776 A JP2000073776 A JP 2000073776A JP 2000347488 A JP2000347488 A JP 2000347488A
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screw
developing device
developer container
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Seishi Yamaguchi
誠士 山口
Masahide Kinoshita
正英 木下
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、設計が容易で、第一撹拌手段及び
第二撹拌手段によって現像剤容器内の現像剤を安定して
循環させ、濃度ムラ、カブリ、濃度不良等を防止するこ
とのできる現像装置及びこの現像装置を備えるプロセス
カートリッジ並びに画像形成装置の提供を目的とする。 【解決手段】 現像スリーブ２の軸線方向に延びて配設
され上記軸線方向両端部に開口部が形成され現像剤容器
１０内を二分する内壁７によって仕切られた現像剤容器
１０内の現像剤を、Ａスクリュー５及びＢスクリュー６
が現像剤容器１０内を撹拌、搬送しながら、Ａスクリュ
ー５によって現像スリーブ２に担持させる現像装置にお
いて、Ｂスクリュー６は、最上部がＡスクリュー５の最
上部より高い位置となるよう配設されていることにより
達成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式或い
は静電記録式の複写機やページプリンタ等の画像形成装
置に関するものであって、特に、現像装置及びこの現像
装置を備えるプロセスカートリッジ並びに画像形成装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】かかる現像装置にあっては、電子写真方
式において、トナーへの帯電性が非常に良好であること
から、トナーとキャリアとを含有する二成分現像剤を採
用する現像装置（以下、二成分現像装置という）が広く
使用されている。
【０００３】図５に一般的な二成分現像装置の断面図を
示す。
【０００４】二成分現像装置は、図５に示すように、二
成分現像剤である現像剤を収容する現像剤容器１１０
と、現像剤担持体たる現像スリーブ１０２とを有してい
る。
【０００５】現像スリーブ１０２は、中空の回転自在な
金属スリーブであって、内部に磁界発生手段であるマグ
ネットローラ１０３が固定配置されており、現像剤容器
１１０内の現像剤を担持するようになっている。
【０００６】現像剤容器１１０内には、現像スリーブ１
０２の軸線方向に略平行な軸線をもつ回転自在な第一撹
拌部材たるＡスクリュー１０５が配置されており、現像
剤容器１１０内の現像剤を図８に示す矢印方向に搬送、
撹拌するようになっている。
【０００７】又、Ａスクリュー１０５に対して現像スリ
ーブ２の反対側に第二撹拌部材たるＢスクリュー１０６
が配置されている。
【０００８】図８は、図５の二成分現像装置の上面図で
ある。
【０００９】Ａスクリュー１０５及びＢスクリュー１０
６は、図８に示すように、互いの軸線が略平行となるよ
う配置され、Ａスクリュー１０５とＢスクリュー１０６
との間を現像剤が行き来できるよう長手方向（現像スリ
ーブ１０２の軸線方向）両端部に開口部が形成され現像
剤容器１１０内を二分する仕切り部材たる内壁１０７に
よって現像剤容器１１０内が仕切られている。
【００１０】又、Ａスクリュー１０５及びＢスクリュー
１０６は、それぞれ反対方向に現像剤を搬送するように
なっているため、現像剤容器１１０内には現像剤が途切
れることなく現像剤容器１１０内を回るような循環経路
が形成されることとなる。
【００１１】現像剤容器１１０は、Ｂスクリュー１０６
の上方の一部にトナーを現像剤容器１１０内に補給する
ための補給口１０８が形成されている。
【００１２】画像形成にトナーが使用されて現像剤中の
トナー濃度が下がると、トナー補給機構１０９より補給
口１０８を通じて適正量のトナーが現像剤容器１１０内
に補給され、現像剤のトナー濃度が常に一定に保たれる
ようになっている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
現像装置にあっては、現像剤を良好に循環させるための
現像装置設計が非常に難しく、二成分現像装置において
は、次の３つの条件を満たすことが望ましい。
【００１４】第１に、現像剤容器内のＡスクリュー側の
現像剤の表面（以下、剤面という）は、Ａスクリュー最
上部よりも高いところにある方がよい。
【００１５】これは、Ａスクリューは現像スリーブに近
いところにあるため、図６に示すように剤面がＡスクリ
ュー最上部より低くなると、現像スリーブに供給される
現像剤が、Ａスクリューのスクリュー羽根のピッチによ
って多い部分と少ない部分とができてしまい、結果的に
スクリューピッチで画像に濃度ムラ（以下、スクリュー
ピッチムラという）ができてしまう虞があるからであ
る。
【００１６】現像剤容器内のＡスクリュー側の剤面がＡ
スクリュー最上部よりも高いところにあれば、現像スリ
ーブには比較的均等に現像剤が供されるため、スクリュ
ーピッチムラは出にくい。
【００１７】第２に、現像剤容器内のＢスクリュー側の
剤面は、Ｂスクリュー最上部よりも低い位置にある方が
よい。
【００１８】これは、現像剤容器内のＢスクリュー側
は、現像剤容器内の現像剤を撹拌するという目的があ
り、剤面がスクリューより高くなってしまうと、スクリ
ューより高い位置にある現像剤は撹拌されにくいためで
ある。
【００１９】特に、図７に示したように、現像剤容器内
のＢスクリュー側の剤面がＢスクリュー最上部より高い
位置にある時にトナー補給を行うと、現像剤より比重の
軽いトナーは剤面に浮いたままになってしまうことがあ
る。
【００２０】こうなると、トナーは現像剤とはなかなか
混ざらず、ほとんど未帯電のトナーが現像スリーブ側に
供給されてしまい、カブリや濃度不良等が発生する虞が
ある。
【００２１】現像剤容器内のＢスクリュー側の剤面がＢ
スクリュー最上部よりも低いところにあれば、トナー補
給などがあっても、トナーはスクリューの回転と共に半
強制的に現像剤の中に取り込まれ、十分に撹拌されるた
め、カブリや濃度不良などの問題は出ない。
【００２２】第三に、現像剤容器内のＢスクリュー側及
びＡスクリュー側の剤面は、それぞれのスクリュー域に
おいて、ほぼ水平にした方がよい。
【００２３】これは、現像剤容器内のＡスクリュー側の
剤面が長手方向で斜めに偏ると、現像スリーブに供され
る現像剤の量が長手方向で不均一になるため、長手方向
で濃度に差が生じてしまう虞があるためである。
【００２４】又、現像剤容器内のＢスクリュー側の剤面
が長手方向で斜めになると、撹拌による帯電性能が低下
するからである。
【００２５】これらの条件を満たすため、現像剤容器の
形状や、現俊剤の量、スクリュー羽根のピッチ、回転速
度などの微妙な調整を行なう必要がある。
【００２６】しかし、現像剤容器内の現像剤の量を減ら
すと図６のようにＡスクリュー最上部が剤面より上に出
てしまい、一方、現像剤の量を増やすと図７のようにＢ
スクリューが剤面より下になってしまう。
【００２７】又、第１、第２の条件を満たすために、Ｂ
スクリューの搬送力を単純に増やしただけでは、Ａスク
リューの剤面の搬送方向上流が高く下流が低くなつてし
まい、第３の条件を満たせなくなり長手方向に濃度差が
生じてしまうなど、非常に微妙な調整を強いられ、設計
を困難とするものであった。
【００２８】そこで、本発明は、高画質を維持すること
のできる現像装置及びこの現像装置を備えるプロセスカ
ートリッジ並びに画像形成装置の提供を目的とする。
【００２９】又、本発明は、設計が容易で、第一撹拌部
材及び第二撹拌部材によって現像剤容器内の現像剤を安
定して循環させ、濃度ムラ、カブリ、濃度不良等を防止
することのできる現像装置及びこの現像装置を備えるプ
ロセスカートリッジ並びに画像形成装置の提供を他の目
的とする。
【００３０】
【課題を解決するための手段】主たる本発明は、現像剤
を収容する現像剤容器と、前記現像剤容器内の現像剤を
担持して像担持体との対向位置へ搬送する現像剤担持体
と、前記現像剤容器内の現像剤を撹拌する第一撹拌部材
と、前記第一撹拌部材よりも前記像担持体から遠い位置
に設けられており前記現像剤容器内の現像剤を撹拌する
第二撹拌部材とを有する現像装置において、前記第二撹
拌部材の最上部は、前記第一撹拌部材の最上部よりも高
いことを特徴とする現像装置、そのような現像装置を備
えたプロセスカートリッジ、及び、そのような現像装置
を備えた画像形成装置である。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に関し
て、添付図面に基づき説明する。
【００３２】（第一の実施形態）先ず、本発明の第一の
実施形態について説明する。
【００３３】図１は、本発明の現像装置を備える電子写
真方式の画像形成装置の一例を示す説明図である。
【００３４】図１は、本発明の現像装置を備える電子写
真方式の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【００３５】かかる画像形成装置は、図１に示すよう
に、潜像担持体たるドラム状の回転自在な感光ドラム１
と、現像装置１１と、画像情報提供装置等（図示せず）
からの画像情報に応じた露光処理工程により感光ドラム
１の外周面に上記画像情報に応じた静電潜像を形成する
ための露光装置２１と、記録媒体たる転写材に転写処理
工程を施すための転写装置２２と、転写処理済みの転写
材に加熱及び加圧により定着処理を施すようになってい
る定着装置２３とを備えている。
【００３６】かかる画像形成装置にあっては、先ず、帯
電装置２０にて規定電位に帯電せしめられた感光ドラム
１の外周面に露光装置２１が露光することにより、画像
情報提供装置等から画像形成装置に与えられた画像情報
に応じた静電潜像が上記外周面に形成される。
【００３７】次に、感光ドラム１の外周面に形成された
静電潜像は、現像装置１１から現像剤を付与されること
により、顕像に可視画像化される。
【００３８】一方、与えられた画像情報に応じた画像情
報を記録される転写材は、感光ドラム１と転写装置との
間へと、所定タイミング等にて給紙される。
【００３９】よって、感光ドラム１と転写装置との間に
達した転写材は、感光ドラム１の外周面に形成され、担
持された顕像を転写装置２２からの電気的相互作用によ
り転写される。
【００４０】次に、顕像を一方の面に未定着状態に担持
せしめられた転写材は（以下、未定着状態にある顕像を
未定着像と称する）、定着装置２３に搬送され、定着装
置２３において熱供給及び圧力付与されることにより、
未定着像が溶融して定着せしめられ、以て、転写材は、
与えられた画像情報に応じた画像が記録され、画像形成
された転写材は、プリンタ本体に配置された排紙トレイ
（図示せず）上に排紙される。
【００４１】図２は本実施形態による現像装置１１の断
面図である。
【００４２】現像装置１１は、図２に示すように、トナ
ー及びキャリアを含有する二成分現像剤である現像剤を
収容する現像剤容器１０と、現像剤担持体たる現像スリ
ーブ２と、第一撹拌部材たるＡスクリュー５と、第二撹
拌部材たるＢスクリュー６と、仕切り部材たる内壁７と
を有している。
【００４３】現像スリーブ２は、１６φの回転自在なア
ルミスリーブで、表面をＲｚ５μｍ程度にブラスト処理
している。
【００４４】現像スリーブ２内にはマグネットローラ３
が固定配置され、現像スリーブ２表面に現像剤を担持さ
せるようになっている。
【００４５】このマグネットローラ３には、Ｎ１,Ｓ
１，Ｓ２，Ｎ２，Ｓ３の５つの磁極が設けられている。
各磁極の磁束密度は、Ｎ１極が、８５０ガウス〜１１０
０ガウス、好ましくは、９００ガウス〜１０００ガウス
であり、Ｓ１極が、５００ガウス〜７００ガウス、好ま
しくは、６００ガウス〜６５０ガウスであり、Ｓ２極
が、４００ガウス〜６００ガウス、好ましくは、４５０
ガウス〜５５０ガウスであり、Ｎ２極が、５００ガウス
〜７００ガウス、好ましくは、５５０ガウス〜６５０ガ
ウスであり、Ｓ３極が、４５０ガウス〜６００ガウス、
好ましくは、５００ガウス〜５５０ガウスである。
【００４６】現像スリーブ２には現像剤規制部材４が近
接配置されており、現像スリーブ２上に現像剤の薄層を
形成し、現像スリーブ２と感光ドラム１との近接地点で
ある現像領域に供給するようになっている。
【００４７】現像スリーブ２の下方近傍に、現像スリー
ブ２の軸線方向に平行な軸線をもつ１４φの回転自在な
Ａスクリュー５が配設されている。
【００４８】Ａスクリュー５は、回転することによって
現像剤を上記軸線方向に搬送しながら撹拌して現像スリ
ーブ２に担持させ、現像スリーブ２への現像剤供給と使
用済みの現像剤の搬送とを行うようになっている。
【００４９】内壁７は、Ａスクリュー５に対して現像ス
リーブ２の反対側に上記軸線方向に延びて配設され、上
記軸線方向量端部に開口部が形成され現像剤容器１０内
を二分している。
【００５０】内壁７に対して現像スリーブ２の反対側に
は、現像スリーブ２の軸線方向に平行な軸線をもつ１４
φの回転自在なＢスクリュー６が配設されている。
【００５１】又、Ａスクリュー５及びＢスクリュー６
は、それぞれ反対方向に現像剤を搬送するようになって
いるため、現像剤容器１０内には現像剤が途切れること
なく現像剤容器１０内を回るような循環経路が形成され
ることとなる。
【００５２】現像剤容器１０は、Ｂスクリュー６の上方
の一部にトナーを現像剤容器１０内に補給するための補
給口８が形成されている。
【００５３】画像形成にトナーが使用されて現像剤中の
トナー濃度が下がると、トナー補給機構９より補給口８
を通じて適正量のトナーが現像剤容器１０内に補給さ
れ、現像剤のトナー濃度が常に一定に保たれるようにな
っている。
【００５４】本実施形態は、Ｂスクリュー６の最上部を
Ａスクリュー５の最上部よりも高い位置に配設したこと
を特徴とし、Ａスクリュー５の最高点とＢスクリュー６
の最高点の高低差（Ａスクリュー５の最上部とＢスクリ
ュー６の最上部との距離）Ｚは、Ｚ＝６ｍｍとした。
【００５５】このような構成をとることで、現像剤容器
１０内に現像剤を入れた状態で剤面が水平になっていて
も、Ａスクリュー５及びＢスクリュー６があらかじめ高
低差をつけて配置されているため、図２に示したように
「内壁７に対して現像剤容器１０内のＡスクリュー５側
の剤面（以下、Ａスクリュー５側の剤面という）はＡス
クリュー５の最上部より高く、内壁７に対して現像剤容
器１０内のＢスクリュー６側の剤面（以下、Ｂスクリュ
ー６側の剤面という）はＢスクリュー６の最上部より低
い」状態が保たれることとなる。
【００５６】よって、Ａスクリュー５は常に剤面より下
にありスクリューピッチムラが出ることがないようにな
っている。
【００５７】又、Ｂスクリュー６が常に剤面から出てい
ることによって、補給トナーも剤面に浮いたままとどま
ることはなく、現像剤と共に撹拌され、良好に帯電され
る。
【００５８】更に、Ａスクリュー５、Ｂスクリュー６の
近傍の剤面の高さが若干変動しても、Ｂスクリュー６に
かかる現像剤の量によって自動的に搬送量が変化するた
め、剤面は常に定常状態に保たれ、現像装置１１は常に
安定した状態にある。
【００５９】詳しく説明すると、例えばＢスクリュー６
側の剤面が高くなると、Ｂスクリュー６の現像剤搬送量
が増えてＡスクリュー５に現像剤が多く送られるため、
剤面は下がりやがて定常状態に落ち着く。
【００６０】逆に、Ｂスクリュー６側の剤面が低くなる
と、Ｂスクリュー６の現像剤搬送量が落ちるために、Ａ
スクリュー５から現像剤が多く送られて、同じく定常状
態に落ち着く。
【００６１】尚、本実施形態では、１４φのＢスクリュ
ーを使用して、高低差Ｚ＝５ｍｍの例を挙げたが、本発
明は本実施形態の構成に限るものではない。
【００６２】本発明者らが高低差Ｚの最適値を検討した
結果、Ｂスクリュー６の直径の１割以上５割以下の範囲
内にあることが望ましいことがわかった。
【００６３】これは、高低差ＺがＢスクリュー６の直径
の１割未満だと、高低差をつけたことによる効果が現れ
にくくなるからである。
【００６４】又、高低差ＺがＢスクリュー６の直径の６
割以上だと、Ｂスクリュー６にかかる現像剤の量が少な
くなりがちになり、撹拌性が発揮されにくくなるからで
ある。
【００６５】又、Ａスクリュー５及びＢスクリュー６の
径は、本実施形態にて挙げたものに限らず、本発明が適
用可能である。
【００６６】よって、本実施形態よれば、設計が容易
で、Ａスクリュー５及びＢスクリュー６によって現像剤
容器１０内の現像剤を安定して循環させ、濃度ムラ、カ
ブリ、濃度不良等を防止することができる。
【００６７】（第二の実施形態）次に、本発明の第二の
実施形態について説明する。尚、第一の実施形態と同様
の構成に関しては、同一符号を付し、その説明を省略す
る。
【００６８】本実施形態は、第一の実施形態にかかる現
像装置１１を、感光ドラム１、プロセス手段としての帯
電装置２０、クリーニング装置２４と一体的に構成し
て、プロセスカートリッジとして画像形成装置本体に対
して着脱可能としたことを特徴とする。
【００６９】図４は本実施形態によるプロセスカートリ
ッジの断面図である。
【００７０】プロセスカートリッジは、感光ドラム１
と、帯電装置２０と、現像装置１１とクリーニング装置
２４とを保持している。
【００７１】このような構成をとることによって、第一
の実施形態で説明した効果が得られることに加えて、こ
れらの構成部品の交換を容易に行うことができるように
なる。
【００７２】従って、画像形成装置のメンテナンス性が
格段に向上する。
【００７３】又、カートリッジを交換することで、電子
写真の重要な構成部品が新品に交換されるため、常に高
品質な画像を保つことができる。
【００７４】よって、本実施形態よれば、設計が容易
で、Ａスクリュー５及びＢスクリュー６によって現像剤
容器１０内の現像剤を安定して循環させ、濃度ムラ、カ
ブリ、濃度不良等を防止することができる。
【００７５】
【発明の効果】以上にて説明したように、本出願にかか
る発明によれば、設計が容易で、第一撹拌部材及び第二
撹拌部材によって現像剤容器内の現像剤を安定して循環
させ、濃度ムラ、カブリ、濃度不良等を防止することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態にかかる画像形成装置
の概略構成を示す模式的断面図である。
【図２】図１の画像形成装置に備えられた現像装置の概
略構成を示す模式的断面図である。
【図３】図２の現像装置の上面図である。
【図４】本発明の第二の実施形態にかかるプロセスカー
トリッジの概略構成を示す模式的断面図である。
【図５】従来の現像装置の概略構成を示す模式的断面図
である。
【図６】図５の現像装置に備えられた第一撹拌部材近傍
の現像剤面が不適切な状態にあるときを説明するための
図である。
【図７】図５の現像装置に備えられた第二撹拌部材近傍
の現像剤面が不適切な状態にあるときを説明するための
図である。
【図８】図５の現像装置の上面図である。
【符号の説明】
１ 感光ドラム（潜像担持体） ２ 現像スリーブ（現像剤担持体） ５ Ａスクリュー（第一撹拌部材） ６ Ｂスクリュー（第二撹拌部材） ７ 内壁（仕切り部材） ８ 補給口 １０ 現像剤容器 １１ 現像装置

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 現像剤を収容する現像剤容器と、前記現
    像剤容器内の現像剤を担持して像担持体との対向位置へ
    搬送する現像剤担持体と、前記現像剤容器内の現像剤を
    撹拌する第一撹拌部材と、前記第一撹拌部材よりも前記
    像担持体から遠い位置に設けられており前記現像剤容器
    内の現像剤を撹拌する第二撹拌部材とを有する現像装置
    において、前記第二撹拌部材の最上部は、前記第一撹拌
    部材の最上部よりも高いことを特徴とする現像装置。
  2. 【請求項２】 前記第一撹拌部材の最上部は、前記現像
    剤容器内の現像剤の上面より下方にあることを特徴とす
    る請求項１に記載の現像装置。
  3. 【請求項３】 前記第二撹拌部材の最上部は、前記現像
    剤容器内の現像剤の上面より上方にあることを特徴とす
    る請求項２に記載の現像装置。
  4. 【請求項４】 前記現像剤容器内には仕切り部材が設け
    られている、ここで、前記仕切り部材は、少なくとも両
    端部に開口部が形成されるよう前記現像剤容器内を仕切
    っていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
  5. 【請求項５】 前記第一撹拌部材は、前記仕切り部材に
    より仕切られた前記像担持体に近い側の領域に設けられ
    ており、前記第二撹拌部材は、前記仕切り壁により紙域
    られた前記像担持体から遠い側の領域に設けられている
    ことを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
  6. 【請求項６】 前記現像剤容器に現像剤が補給される際
    に、現像剤が、前記仕切り部材により仕切られた前記像
    担持体から遠い側の領域に補給されることを特徴とする
    請求項４に記載の現像装置。
  7. 【請求項７】 前記第一撹拌部材の最上部と前記第二撹
    拌部材の最上部との高低差は、前記第二撹拌部材の撹拌
    径に対して１０％以上５０％以下であることを特徴とす
    る請求項１に記載の現像装置。
  8. 【請求項８】 前記現像剤は、トナーとキャリアを有す
    ることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
  9. 【請求項９】 請求項１乃至請求項８のいずれかに記載
    の現像装置と、潜像を担持する像担持体とを有するプロ
    セスカートリッジ。
  10. 【請求項１０】 請求項１乃至請求項８のいずれかに記
    載の現像装置と、潜像を担持する像担持体とを有する画
    像形成装置。
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