JP2001117365A - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構成で、かつ安定した画像形成条件を
達成しつつ現像剤の自動交換を行なう。 【解決手段】 現像領域１８の現像剤搬送方向下流側の
現像剤取り込み部２０にて取り込み規制部材６により現
像剤の取り込み量を規制して、現像剤を現像容器２の下
方の回収容器９に排出し、現像剤の自動交換を行なう。
取り込み規制部材６は通常の画像形成時により駆動装置
１４によって現像スリーブ３側に移動され、取り込み量
が調整される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば複写機ある
いはプリンタなどとされる電子写真方式あるいは静電記
録方式の画像形成装置、およびその現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】２成分現像方式では、長期の耐久による
現像剤の劣化、特にキャリアの劣化が不可避であったた
め、画像形成装置の長期使用に伴い現像剤を交換する手
間が必要であった。また現像剤の長寿命化も徐々に進ん
ではいるが、現状ではまだ十分ではない。

【０００３】このような状況下において、劣化した現像
剤を少量ずつ回収すると同時に新たな現像剤を補給する
ことで、現像剤の性能をある程度維持しながら現像剤交
換の手間を省く方法が、特開平９−２１８５７５号公
報、特開平１０−６３０７４号公報などにて提案されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来提
案されてきたこれらの技術は、回転式の現像装置を用い
た装置であったり、複雑な現像剤回収機構を設けたりし
たものであった。これらの従来の技術が複雑になってい
る背景の一つに、現像剤の排出量がある程度一定になら
ないと、現像装置内の現像剤量が過剰、もしくは過少と
なってしまい、画像上の不具合を引き起こす可能性があ
るからである。

【０００５】従って、本発明の目的は、簡易な構成で、
かつ安定した画像形成条件を達成しつつ現像剤の自動交
換を実現できる現像装置および画像形成装置を提供する
ことである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
現像装置および画像形成装置にて達成される。要約すれ
ば、本発明は、非磁性トナーと磁性キャリアを含む２成
分現像剤を収容した現像容器と、該現像容器内に収容さ
れた前記２成分現像剤を担持して現像領域へと搬送する
ための現像剤担持体と、前記現像剤担持体により現像領
域へと搬送される前記２成分現像剤の搬送量を規制する
穂高規制部材とを有する現像装置において、現像領域か
ら前記現像容器へ前記２成分現像剤を取り込む２成分現
像剤取り込み部に前記２成分現像剤の取り込み量を規制
する取り込み規制部材を有し、前記取り込み規制部材
は、所定のタイミングで前記取り込み量を規制すること
により、前記２成分現像剤取り込み部から前記２成分現
像剤が前記現像容器の下方に排出されることを特徴とす
る現像装置である。

【０００７】前記２成分現像剤取り込み部において前記
２成分現像剤を回収するための現像剤回収手段を備える
ことが好ましい。前記現像容器に前記磁性キャリア、あ
るいは前記２成分現像剤を補給するための現像剤補給手
段を備えることが好ましい。前記取り込み規制部材は、
前記２成分現像剤取り込み部の、前記２成分現像剤が排
出される領域において、前記２成分現像剤の排出量を調
節可能であることが好ましい。前記取り込み規制部材に
磁性板を取りつけることが好ましい。前記穂高規制部材
は、現像領域へと搬送される前記２成分現像剤の搬送量
を調節可能であることが好ましい。

【０００８】本発明による他の態様によれば、像担持体
に画像情報信号に対応した静電潜像を形成する手段と、
前記像担持体上の静電潜像を非磁性トナーと磁性キャリ
アを含む２成分現像剤によりトナー像として現像する現
像装置とを有し、前記現像装置は、前記２成分現像剤を
収容する現像容器と、該現像容器内に収容された前記２
成分現像剤を担持して現像領域へと搬送するための現像
剤担持体と、前記現像剤担持体により現像領域へと搬送
される前記２成分現像剤の搬送量を規制する穂高規制部
材と、を有する画像形成装置において、前記現像装置
は、現像領域から前記現像容器へ前記２成分現像剤を取
り込む２成分現像剤取り込み部に前記２成分現像剤の取
り込み量を規制する取り込み規制部材を有し、前記取り
込み規制部材は、所定のタイミングで前記取り込み量を
規制することにより、前記２成分現像剤取り込み部から
前記２成分現像剤が前記現像容器の下方に排出されるこ
とを特徴とする画像形成装置が提供される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る現像装置およ
び画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

【００１０】実施例１ 本発明の第１実施例について図１〜図４により説明す
る。

【００１１】図２には本実施例のフルカラー画像形成装
置が示される。

【００１２】Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各ステーションはほぼ
同様の構成であり、フルカラー画像において、それぞれ
イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢｋの画
像を形成する。以下の説明において、例えば現像装置１
とあれば、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ各ステーションにおける現
像装置１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋを共通して指すものと
する。

【００１３】まず、図２により、画像形成装置本体の動
作を説明する。

【００１４】像担持体である感光ドラム４は回動自在に
設けられており、その感光ドラム４を一次帯電器２１で
一様に帯電し、例えばレーザーのような発光素子２２に
発光素子２２によって情報信号に応じて変調された光で
静電潜像を形成する。その静電潜像は現像装置１によ
り、後述する工程でトナー像として可視像化される。つ
ぎに、その可視像を、転写帯電器２３によって、転写紙
搬送シート２７によって搬送されてきた転写紙２４に転
写する。

【００１５】これらのプロセスを各色のステーション
Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋにて行なうことにより、転写紙２４上に
４色の画像を形成し、この転写紙２４をさらに定着装置
２５に搬送してここで４色の画像を定着して永久画像を
得る。

【００１６】また、感光ドラム４上の転写残トナーはク
リーニング装置２６によって除去する。また、画像形成
で消費されたトナーはトナー補給層１０から補給され
る。

【００１７】つぎに図１により、現像装置１の動作につ
いて説明する。図１において、感光ドラム４と対向して
配置された現像装置１は、現像容器２、現像剤担持体と
しての現像スリーブ３、現像剤の穂高規制部材としての
ブレード５、および現像剤の取り込み規制部材６を有し
ている。現像容器２は、隔壁２ａにより２つの空間に仕
切られており、ともに非磁性トナーと磁性キャリアから
なる２成分現像剤が収容されている。

【００１８】現像容器２は、感光ドラム４に対向した現
像領域が開口しており、この開口部に一部露出するよう
にして現像スリーブ３が回転可能に配置されている。現
像スリーブ３は非磁性材料で構成され、現像動作時には
図１の矢印方向に回転し、その内部には磁界発生手段で
あるマグネット７が固定されている。マグネット７を内
蔵する現像スリーブ３はブレード５によって層厚規制さ
れた２成分現像剤の層を現像剤溜り部１３から感光ドラ
ム４と対向する現像領域１８に担持搬送し、ここで現像
剤を感光ドラム４に供給して感光ドラム４の表面に形成
されている静電潜像を現像する。

【００１９】つぎに、本発明の特徴部分についてさらに
詳しく説明する。

【００２０】現像スリーブ３に内包されたマグネット７
は５極から構成され、攪拌スクリュー８で攪拌された現
像剤は、汲み上げのため搬送用磁極（汲み上げ極）Ｎ２
の磁力で現像スリーブ３上に拘束され、現像スリーブ３
の回転によって現像剤溜り部１３に搬送され、つぎに搬
送用磁極（カット極）Ｓ２で十分に拘束され、磁気ブラ
シを形成しつつ搬送される。ついで、現像スリーブ３に
対向する位置に配置された穂高規制部材であるブレード
５で磁気ブラシを穂切りして現像剤量（コート量）を適
正にし、搬送用磁極Ｎ１の磁力および現像スリーブ３の
回転によって現像領域１８に搬送される。

【００２１】現像領域１８で現像主極Ｓ１に拘束されつ
つ感光ドラム４上の静電潜像を現像したあとの現像剤
は、取り込み極Ｎ３の磁力と現像スリーブ３の回転によ
って現像領域１８から現像容器２へと搬送される。この
取り込み極Ｎ３の、現像スリーブ３回転方向における直
前には、現像スリーブ３に対向して現像スリーブ３との
間に開口部をもつように取り込み規制部材６が配置さ
れ、かつ、取り込み規制部材６は、その開口部の空隙が
可変となるように移動可能とされ、これによって、取り
込み量を規制することができる。このとき、現像スリー
ブ３と取り込み規制部材６の間の空隙は、縮めることに
より現像剤量の取り込み量は減少し、逆に広げることに
よって取り込み量は増加する。

【００２２】図３に示すように、通常の画像形成時に比
べて、図中の矢印に示すように取り込み規制部材６を現
像スリーブ３の方向に移動させ、現像スリーブ３と取り
込み規制部材６との間の空隙を縮めることにより、２成
分現像剤の取り込み部２０における現像容器２への取り
込み量は取り込み規制部材６によって制限され、現像領
域１８から２成分現像剤取り込み部２０へ搬送される２
成分現像剤量を現像容器２への取り込み量より上回らせ
ることができ、２成分現像剤の取り込み部２０において
２成分現像剤溜りを生じさせることが可能である。その
漏れ出し量は取り込み規制部材６によって制限されてお
り、これを調整することによって漏れ出し量を一定にす
ることができる。そして、漏れ出した２成分現像剤は、
徐々に現像剤回収手段としての回収容器９内に落下す
る。

【００２３】取り込み規制部材６を移動させる機構とし
ては、図４に示すように取り込み規制部材６にソレノイ
ドやバネのような駆動装置１４を取り付け移動させる。
また、現像容器２にはストッパ部材１７が固着され、取
り込み規制部材６と現像スリーブ３との空隙が所定間隔
になるように、取り込み規制部材６を制止する。

【００２４】本実施例の実際的な構成においては、現像
スリーブ３とこれに対向する位置に配置されたブレード
５の間の空隙を８００μｍ、現像スリーブ３の回転速度
（周速度）を２００ｍｍ／ｓとし、現像領域１８に搬送
される現像剤量（コート量）が３０〜５０ｍｇ／ｃｍ²
の条件下でテストを行なったが、現像スリーブ３と取り
込み規制部材６との間の空隙を２００μｍに縮めると、
現像容器２への取り込み量は概ね１０ｍｇ／ｃｍ²で、
２成分現像剤の取り込み部２０において２成分現像剤溜
りが生じた。その２成分現像剤の取り込み部２０におけ
る漏れ出し量は概ね２０ｍｇ／ｃｍ²で、漏れ出した２
成分現像剤は徐々に回収容器９内に落下した。

【００２５】回収容器９内に落下した２成分現像剤は徐
々に回収容器９内に溜まっていくが、この２成分現像剤
は回収容器９内に設けられた搬送スクリュー１６によっ
て、回収容器９外部に設けられた２成分現像剤を溜める
ための容器へと搬送され回収され、回収容器９からあふ
れることがないようにする。

【００２６】回収された分の現像剤は、トナー補給槽１
０から補給されるトナー、およびキャリア補給槽１１か
ら補給されるキャリアによって補われる。キャリアをト
ナーとあらかじめ混合して現像剤の状態にしておき、こ
れを補給してもよい。

【００２７】このような構成とすることによって、一定
間隔で取り込み規制部材６と現像スリーブ３の空隙を縮
小し現像剤を排出させることにより、ほぼ一定量の現像
剤が回収でき、現像剤を徐々に入れ替えることによって
現像剤の交換の手間をはぶき、長期にわたって画像の品
質を安定的に保証することができる現像装置を簡易な構
成において提供することができる。

【００２８】実施例２ つぎに、本発明の第２実施例による現像装置について図
５と図６により説明する。本実施例の現像装置の構成
は、第１実施例とほぼ同様であるが以下のような特徴を
有する。

【００２９】第１実施例では取り込み規制部材６を移動
して現像領域１８から現像容器２への２成分現像剤の取
り込み量を調節したが、本実施例ではその代わりに、取
り込み規制部材６に磁性板１２を取り付け、さらにこの
磁性板１２を取付けた取り込み規制部材６を図５に示す
ように矢印方向に回転可能に配置することにより、磁気
的拘束力により２成分現像剤の取り込み量を調節するこ
とを特徴とする。

【００３０】通常の画像形成時は、磁性板１２を取付け
た取り込み規制部材６は、図５の点線に示すように現像
スリーブ３の回転方向と平行に配置させ、現像スリーブ
３に内蔵されたマグネット７との間の磁気的拘束力を弱
くし、現像剤取り込み部２０において２成分現像剤溜り
が生じないようにする。一方、図５に示すように、磁性
板１２に取付けた取り込み規制部材６を現像スリーブ３
に対向する位置まで回転させ、磁性板１２とスリーブ３
に内蔵されたマグネット７との間の空隙を縮め、磁力が
増すと、２成分現像剤は取り込み部２０において十分拘
束され、２成分現像剤溜りが生じ、現像剤を排出させる
ことができる。

【００３１】磁性板１２を取付けた取り込み規制部材６
を回転させる機構としては、図６に示すように、磁性板
１２を取付けた取り込み規制部材６を回転軸１５に取り
付け、回転軸１５にモータのような駆動装置を取付ける
ことにより回転させる。

【００３２】このような構成をとることによっても、一
定間隔で磁性板１２を取付けた取り込み規制部材６を回
転し現像剤を排出させることにより、ほぼ一定量の現像
剤の回収でき、現像剤を徐々に入れ替えることによって
本発明の目的が達成される。

【００３３】実施例３ つぎに、本発明の第３実施例による現像装置を説明す
る。

【００３４】第１および第２実施例では取り込み規制部
材６が単独で調節可能であり、非常に簡易な構成で現像
剤溜りを生じさせ、現像剤を排出させることができた。
しかし、第１および第２実施例のように取り込み規制部
材６のみを調節し、現像剤を排出させようとした場合、
現像領域へと搬送される２成分現像剤の搬送量は一定の
ため、ある一定量以上の現像剤の排出は困難であるかま
たは非常に時間がかかるなどのさまざまな不利益が生じ
る可能性がある。

【００３５】本実施例の現像装置の構成は、第１および
第２実施例とほぼ同様であるが、以下のような特徴を有
する。本実施例は、第１および第２実施例で調整可能だ
った取り込み規制部材６とともに穂高規制部材であるブ
レード５も調整可能となっている。

【００３６】このような構成とすることによって、現像
領域へと搬送される２成分現像剤の搬送量と現像領域か
ら現像容器への２成分現像剤の取り込み量を同時に変化
させながら、現像領域からの取り込み部から漏れ出す現
像剤の量を正確に細かく調整することができる。また、
先に挙げたような不利益の発生を防止することも可能と
なる。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の現像装置および画像形成装置によれば、現像領域から
現像容器へ前記２成分現像剤を取り込む２成分現像剤取
り込み部に２成分現像剤の取り込み量を規制する取り込
み規制部材を有し、取り込み規制部材が、所定のタイミ
ングで前記取り込み量を規制することにより、２成分現
像剤取り込み部から前記２成分現像剤が前記現像容器の
下方に排出されることによって、簡易な構成で、かつ安
定した画像形成条件を達成しつつ現像剤の自動交換を行
なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による現像装置を示す概略
構成図である。

【図２】第１〜第３実施例のカラー画像形成装置を示す
概略構成図である。

【図３】第１実施例の現像装置における取り込み規制部
材の動作を示す説明図である。

【図４】図３の取り込み規制部材を移動させる機構を示
す説明図である。

【図５】本発明の第２実施例による現像装置の取り込み
規制部材の動作を示す説明図である。

【図６】図５の取り込み規制部材を移動させる機構を示
す説明図である。

【符号の説明】

１ 現像装置 ２ 現像容器 ３ 現像スリーブ（現像剤担持体） ５ ブレード（穂高規制部材） ６ 取り込み規制部材 ９ 回収容器（現像剤回収手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 茂雄 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 尾形 隆雄 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H077 AB02 AD02 AD06 AD12 AD13 AD18 AD32 CA19 EA03 FA19 GA13

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性トナーと磁性キャリアを含む２成
   分現像剤を収容した現像容器と、該現像容器内に収容さ
   れた前記２成分現像剤を担持して現像領域へと搬送する
   ための現像剤担持体と、前記現像剤担持体により現像領
   域へと搬送される前記２成分現像剤の搬送量を規制する
   穂高規制部材とを有する現像装置において、 現像領域から前記現像容器へ前記２成分現像剤を取り込
   む２成分現像剤取り込み部に前記２成分現像剤の取り込
   み量を規制する取り込み規制部材を有し、前記取り込み
   規制部材が、所定のタイミングで前記取り込み量を規制
   することにより、前記２成分現像剤取り込み部から前記
   ２成分現像剤が前記現像容器の下方に排出されることを
   特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記現像容器の下方に排出された前記２
   成分現像剤を回収するための現像剤回収手段を備えたこ
   とを特徴とする請求項１の現像装置。
3. 【請求項３】 前記現像容器に前記磁性キャリア、ある
   いは前記２成分現像剤を補給するための現像剤補給手段
   を備えたことを特徴とする請求項１または２の現像装
   置。
4. 【請求項４】 前記取り込み規制部材は、前記２成分現
   像剤取り込み部の、前記２成分現像剤が排出される領域
   において、前記２成分現像剤の排出量を調節可能である
   ことを特徴とする請求項１、２、または３の現像装置。
5. 【請求項５】 前記取り込み規制部材に磁性板を取り付
   けたことを特徴とする請求項４の現像装置。
6. 【請求項６】 前記穂高規制部材は、現像領域へと搬送
   される前記２成分現像剤の搬送量を調節可能であること
   を特徴とする請求項１、４、または５の現像装置。
7. 【請求項７】 像担持体に画像情報信号に対応した静電
   潜像を形成する手段と、前記像担持体上の静電潜像を非
   磁性トナーと磁性キャリアを含む２成分現像剤によりト
   ナー像として現像する現像装置とを有し、前記現像装置
   は、前記２成分現像剤を収容する現像容器と、該現像容
   器内に収容された前記２成分現像剤を担持して現像領域
   へと搬送するための現像剤担持体と、前記現像剤担持体
   により現像領域へと搬送される前記２成分現像剤の搬送
   量を規制する穂高規制部材と、を有する画像形成装置に
   おいて、 前記現像装置は、現像領域から前記現像容器へ前記２成
   分現像剤を取り込む２成分現像剤取り込み部に前記２成
   分現像剤の取り込み量を規制する取り込み規制部材を有
   し、前記取り込み規制部材は、所定のタイミングで前記
   取り込み量を規制することにより、前記２成分現像剤取
   り込み部から前記２成分現像剤が前記現像容器の下方に
   排出されることを特徴とする画像形成装置。