JP2001222154A - 現像装置、現像方法及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】現像剤の循環スピードと掻揚性能をそれぞれ満
足できるようにした現像装置、現像方法及び画像形成装
置を提供することを目的とする。 【解決手段】現像剤を静電潜像に供給して現像するマグ
ローラ１２と、このマグローラ１２に現像剤を攪拌搬送
することにより送る搬送ミキサー１３とを具備し、搬送
ミキサー１３は回転するミキサー軸２１と、このミキサ
ー軸２１の外周面に螺旋状に形成され、現像剤を軸方向
に攪拌搬送する羽根体２３と、ミキサー軸２１の外周面
に羽根体２３の傾斜する羽根部間にそれぞれ位置して突
設され、現像剤をマグローラ１２に向かって掻揚げる複
数のパドル２６とから構成され、複数のパドル２６は羽
根体２３の傾斜する羽根部に対して間隔を存し、かつ、
ミキサー軸２１の周方向に亘って所定間隔を存して突設
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、電子写真
複写機に備えられる現像装置、現像方法及び画像形成装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の現像装置には、キャリアとトナ
ーからなる２成分現像剤を２本の搬送ミキサーの回転に
より攪拌搬送して循環させ現像ローラに送るものがあ
る。現像ローラに送られた現像剤は現像ローラの回転に
より、感光体ドラム上の静電潜像に供給されて現像す
る。

【０００３】この現像装置の搬送ミキサーはシャフト部
材に現像剤を軸方向に送るための羽根体をスパイラル状
に形成している。また、搬送ミキサーのシャフト部材に
は現像剤を現像ロール位置まで掻き揚げる為のパドルが
水平に取り付けられている。

【０００４】ところで、現像装置には感光体ドラムの横
方向に設置されて現像ローラを感光体ドラムの側面部に
対向する横向きのもの、或は感光体ドラムの下方向に設
置されて現像ローラを感光体ドラムの下面部に対向する
上向きのものがある。

【０００５】上向きの現像装置の場合には感光体ドラム
が現像装置の上にあるため、現像ローラ上の現像剤の層
厚を規制するためのドクターブレードが感光体ドラムに
当接しないように、ドクターブレードの取付位置を下げ
ている。これに伴って搬送ミキサーの取付け位置が下げ
られ、現像ローラの位置が搬送ミキサーの中心軸よりも
高い位置になっている。このため、上向き現像装置の場
合には、横向きの現像装置に比べ、搬送ミキサーの現像
剤掻き揚げ能力を強化する必要がある。

【０００６】そこで、従来においては、パドルの幅寸法
を長くして面積を大きくする等して掻き揚げ能力を強化
している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単純に
搬送ミキサーの掻揚能力を強くすると、現像剤を軸方向
に送る能力が減少し、現像剤の循環スピードが低下す
る。この循環スピードが低下すると、特にコピースピー
ドが速い場合、或は、印字率の高い場合等には画像濃度
ムラが発生するという問題がある。

【０００８】本発明は上記実情に鑑みなされたもので、
現像剤の循環スピードと掻揚性能をそれぞれ満足できる
ようにした現像装置、現像方法及び画像形成装置を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、請求項１記載のものは、静電潜像を担持する
像担持体に対向し、現像剤を前記静電潜像に供給して現
像する現像手段と、この現像手段に前記現像剤を攪拌搬
送することにより送る搬送手段とを具備し、前記搬送手
段は回転するシャフト部材と、このシャフト部材の外周
面に螺旋状に形成され、現像剤を軸方向に攪拌搬送する
羽根体と、前記シャフト部材の外周面に前記羽根体の傾
斜する羽根部間にそれぞれ位置して突設され、前記現像
剤を前記現像手段に向かって掻揚げる複数の突起体とか
ら構成され、前記複数の突起体は前記羽根体の傾斜する
羽根部に対して間隔を存し、かつ、前記シャフト部材の
周方向に亘って所定間隔を存して突設される。

【００１０】請求項２記載のものは、像担持体に担持さ
れる静電潜像に現像部材により現像剤を供給して現像す
る現像工程と、前記現像部材に搬送部材により現像剤を
攪拌搬送して送る搬送工程とを具備し、前記搬送部材は
回転するシャフト部材と、このシャフト部材の外周面に
螺旋状に形成された羽根体と、前記シャフト部材の外周
面に前記羽根体の傾斜する羽根部間にそれぞれ位置して
突設された複数の突起体とから構成され、前記複数の突
起体は前記羽根体の傾斜する羽根部に対して間隔を存
し、かつ、前記シャフト部材の周方向に亘って所定間隔
を存して突設され、前記羽根体の回転により前記現像剤
を軸方向に攪拌搬送するとともに、前記複数の突起体に
より前記現像剤を前記現像手段に向かって掻揚げる。

【００１１】請求項３記載のものは、像担持体に画像情
報に対応する静電潜像を形成する像形成手段と、前記像
担持体の下方部に設けられ、前記像形成手段により形成
された静電潜像に現像剤を供給して現像する現像手段
と、この現像手段により現像された現像剤像を媒体に転
写させる転写手段とを具備し、前記現像手段は、前記像
担持体に対向し、現像剤を前記静電潜像に供給して現像
する供給手段と、この供給手段に前記現像剤を攪拌搬送
することにより送る搬送手段と、を具備し、前記搬送手
段は回転するシャフト部材と、このシャフト部材の外周
面に螺旋状に形成され、現像剤を軸方向に攪拌搬送する
羽根体と、前記シャフト部材の外周面に前記羽根体の傾
斜する羽根部間にそれぞれ位置して突設され、前記現像
剤を前記供給手段に向かって掻揚げる複数の突起体とか
ら構成され、前記複数の突起体は前記羽根体の傾斜する
羽根部に対して間隔を存し、かつ、前記シャフト部材の
周方向に亘って所定間隔を存して突設される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態を参照して説明する。

【００１３】図１は本発明の一実施の形態である画像形
成装置としての電子写真複写機を示す概略的構成図であ
る。

【００１４】図中１は複写機本体で、この複写機本体１
内の略中央部には像担持体としての感光体ドラム２が回
転自在に設けられている。感光体ドラム２の上面部には
感光体ドラム２上に残留した磁性トナーを除去するクリ
ーニング装置３が対向配置されている。

【００１５】感光体ドラム２の一側面部には感光体ドラ
ム２の表面電位を除電する除電チャージャ４、及び感光
体ドラム２の表面を所定の電位に帯電させる帯電チャー
ジャ５さらに、原稿像に対応するトナー像を形成する像
形成手段としての露光部６が対向配設されている。感光
体ドラム２の下面部には感光体ドラム２上のトナー像に
現像剤としての磁性トナーを供給して現像する現像装置
７が対向配置されている。感光体ドラム２の他側面部に
はトナー像を用紙に転写させる転写チャージャー８、及
びトナー像を転写した用紙を感光体ドラム２から剥離さ
せる剥離チャージャー９が対向配設されている。

【００１６】複写機本体１内下部側には用紙Ｐを収納す
る供給手段としての給紙カセット３１が設けられてい
る。給紙カセット３１の一側上部側には用紙Ｐを供給す
る給紙ローラ３２が設けられている。給紙ローラ３２か
ら供給される用紙Ｐは搬送路３３に沿って搬送される。
搬送路３３中には用紙Ｐを挟持搬送する搬送ローラ対３
４、用紙Ｐを整位するレジストローラ対３５、上記した
転写、剥離チャージャー８，９及び用紙Ｐに転写された
トナー像を用紙Ｐに定着させる定着器３７が配設されて
いる。

【００１７】画像形成時には、感光体ドラム２の表面が
帯電チャージャー５により停電され、この帯電された感
光体ドラム２の表面に露光部６により原稿像に対応した
静電潜像が形成される。この静電潜像は感光体ドラム２
の回転により現像装置７に送られ、現像装置７から現像
剤としてトナーとキャリアからなる２成分現像剤が供給
されることにより現像されトナー像となる。

【００１８】一方、このときには、給紙ローラ２２の回
転により用紙Ｐが供給され、この用紙Ｐは搬送ローラ対
２４により挟持搬送される。この用紙Ｐはレジストロー
ラ対２５により整位されたのち、感光体ドラム２と転写
チャージャー８との間に送られ、ここで、感光体ドラム
２上のトナー像が用紙Ｐに転写される。トナー像が転写
された用紙Ｐは剥離チャージャー９の作用により、感光
体ドラム２から剥離されて搬送される。この用紙Ｐは定
着器２７に送られ、ここで、転写トナー像は用紙Ｐに定
着されて図示しない排出部に排出される。

【００１９】図２は現像装置７を示す縦断面図で、図３
はその横断面図である。

【００２０】現像装置７は現像ケーシング１１を有し、
この現像ケーシング１１内にはキャリアとトナーからな
る２成分の現像剤が収容されている。

【００２１】また、現像ケーシング１１内には現像剤を
感光体ドラム２に供給する現像手段としてのマグローラ
１２、さらに、現像剤を攪拌搬送して循環させることに
よりマグローラ１２に送る搬送手段としての第１及び第
２の搬送ミキサー１３，１４が配設されている。

【００２２】さらに、現像ケーシング１１内にはマグロ
ーラ１２上の現像剤の層厚を規制するドクターブレード
１５及び現像ケーシング１１内のトナーの濃度を検出す
るトナー濃度センサ１６が配設されている。

【００２３】図４は第１の搬送ミキサー１３を示す斜視
図で、図５はその平面図、図６はその縦断面図である。

【００２４】第１の搬送ミキサー１３はシャフト部材と
してのミキサー軸２１を有し、ミキサー軸２１の外周面
には現像剤を攪拌搬送する羽根体２３が螺旋状に形成さ
れている。また、ミキサー軸２１の外周面には現像剤を
マグローラ１２に向かって掻き揚げる突起体としてのパ
ドル２６が羽根体２３の羽根部２３ａ，２３ａ間にそれ
ぞれ位置し、ミキサー軸２１の周方向に亘って９０度間
隔で複数（４個）水平かつ垂直に突設されている。

【００２５】パドル２６の幅寸法は従来のパドルと比較
して小さくされ、パドル２６…と羽根体２３の羽根部２
３ａ，２３ａとの間には現像剤の搬送抵抗を少なくする
ための隙間２８が形成されている。また、複数のパドル
２６…は羽根体２３の羽根部２３ａ，２３ａの傾斜に沿
って配置されている。

【００２６】現像時には第１及び第２の搬送ミキサー１
３，１４が回転され、現像剤が軸方向に攪拌搬送され
る。この攪拌搬送により現像剤は循環されるとともに、
パドル２６…により掻き揚げられてマグローラ１２に送
られる。マグローラ１２に送られた現像剤はマグローラ
１２の回転により感光体ドラム２上の静電潜像に供給さ
れて現像する。

【００２７】ところで、この現像装置７は感光体ドラム
２の下部側に配置され、そのマグローラ１２を感光体ド
ラム２の下面部に対向させる上向き現像装置である。こ
のため、ドクターブレード１５の取付位置の関係から第
１及び第２の搬送ミキサー１３，１４の取付位置を下げ
なければならず、その分、マグローラ１２と第１及び第
２の搬送ミキサー１３，１４との高低差が大きくなる。

【００２８】即ち、マグローラ１２の現像剤引付極１２
ａの位置が、第１及び第２の搬送ミキサー１３，１４の
中心軸よりも高くなり、現像剤をより高い位置まで掻き
揚げる必要がある。このためにはマグローラ１２側の第
１の搬送ミキサー１３にミキサー軸２１と水平に現像剤
掻揚用のパドルを設けることが最も効果的であることは
周知である。

【００２９】また、現像剤を掻き揚げる能力を上げるた
めには、パドルの幅寸法を長くする等して面積を大きく
することが最も効果的であることも周知である。

【００３０】しかしながら、パドルの幅寸法を長くする
等して面積を大きすると、現像剤の掻き揚げ能力は大き
くなるものの、パドルが現像剤の大きな搬送抵抗とな
り、現像装置７内での現像剤の循環速度が遅くなる。現
像剤の循環速度が遅くなると、現像によってトナー消費
される部分が局部的に集中し、トナー比濃度が低下する
部分が発生する。このため、画像濃度にバラツキが生じ
てしまうという問題がある。

【００３１】次に、毎分４５枚の絵刷りスピードの複写
機を例として現像剤の循環速度について詳細に説明す
る。

【００３２】図７は印字率５０％の絵刷りを連続で行な
った場合の、現像装置７内のトナー比濃度のバラツキを
示すグラフ図である。

【００３３】横軸に現像剤１周の循環速度、縦軸に現像
剤のトナー比濃度のバラツキを示す。

【００３４】現像剤のトナー比濃度のバラツキは、印字
率５０％の絵刷りを１０分間続けた後の現像装置７内の
６個所における現像剤中のトナー比濃度の最大値と最小
値の差である。

【００３５】この場合には、現像剤１周の循環スピード
が３０秒と遅くなると、現像剤中のトナー比濃度バラツ
キは許容範囲外となる。

【００３６】図８は印字率１０％の絵刷りを連続で行な
った場合の、現像装置７内のトナー比濃度のバラツキを
示すグラフ図である。

【００３７】この場合には現像剤１周の循環スピードが
３０秒と遅くても現像装置７内のトナー比濃度のバラツ
キは少なく問題ない結果となっている。

【００３８】このように印字率が高く、トナー消費が多
い場合には現像剤の循環速度を速くしなければ、現像剤
中のトナー比濃度のバラツキが大きくなることが分かっ
ている。

【００３９】また、この結果からコピー速度が低速機よ
りも高速機の方が単位時間当りのトナー消費量が多いた
め、同じように循環速度を速くする必要があることが予
測できる。

【００４０】印字率５０％の連続絵刷りにおいて安定し
て画像形成出来る性能が必要であるとすると、この実験
によると、毎分４５枚機として必要な現像剤１周の循環
速度は２０秒以下であることがわかる。

【００４１】次に、第１の搬送ミキサー１３のパドル２
６による現像剤の掻き揚げ効果について従来と比較して
説明する。

【００４２】図９は従来の現像剤を横に送るためだけの
螺旋形状の搬送ミキサー或はミキサー軸に水平に且つ垂
直に幅広のパドルを設けることで掻き揚げ効果を高める
搬送ミキサーによる現像剤掻き揚げ効果の実験結果と現
像剤循環速度の実験結果を示すものである。

【００４３】横軸に各搬送ミキサーでの循環速度を示
し、縦軸に現像剤掻き揚げ効果である搬送不良による白
抜け画像のレベルを示す。

【００４４】螺旋形状のみの搬送ミキサー形状では、現
像剤の循環速度は速いものの現像剤掻き揚げ能力が無い
ために搬送不良による白抜け画像が発生する。また、掻
き揚げ能力を優先させたパドルを設置したミキサー形状
では搬送不良による白抜けは発生しないものの、現像剤
循環速度は遅くなってしまい先に説明した毎分４５枚の
複写機としての必要循環速度を保てない結果となってい
る。

【００４５】このように、従来の方法では毎分４５枚の
複写機として、現像剤循環速度と掻き揚げの能力の両方
を満足することはできない結果となっている。

【００４６】図１０は本発明によるミキサー形状での現
像剤掻き揚げ効果の実験結果と現像剤循環速度の実験結
果を示すものである。

【００４７】横軸は第１及び第２の搬送ミキサー１３，
１４による現像剤の循環速度を示し、縦軸は現像剤掻揚
のための搬送不良による白抜け画像のレベルを示す。

【００４８】図１０における実験では本発明による第１
の搬送ミキサー１３のパドル２６の幅寸法を変えた実験
を行なっている。

【００４９】パドル２６の幅寸法が３ｍｍ、５ｍｍ、７
ｍｍの３種類の搬送ミキサーにおいて実験を行なった。

【００５０】パドル２６の幅寸法が３ｍｍでは現像剤循
環速度は速いものの、掻き揚げ能力が不足しているため
に搬送不良による白抜け画像が発生する。パドル２６の
幅寸法が７ｍｍでは逆に掻き揚げ能力は満足するもの
の、現循環速度が遅くなってしまい、毎分４５枚機とし
ては能力不足となってしまう。パドル２６の幅寸法が５
ｍｍでは両方の能力を満足できることが確認できた。

【００５１】また、従来ミキサーでの結果に対して、こ
の実施の形態における搬送ミキサーでは両方の能力バラ
ンスが全体的に向上していることも確認できる。

【００５２】この結果より、本実施の形態による現像器
で、毎分４５枚の複写機に対応とするためには、パドル
２６の幅寸法を４．５〜５．５ｍｍとする必要があり、
５ｍｍ幅を選択した。

【００５３】以上説明したように、本発明によれば、現
像剤の掻き揚げ能力と、現像剤を軸方向に水平に送る能
力である循環速度の相反する能力の両方を満足すること
ができる。

【００５４】従って、掻き揚げ能力不足による画像白抜
けや、現像剤循環速度が遅いために発生する現像剤トナ
ー濃度ムラによる画像濃度バラツキの無い画像形成装置
を提供できる。

【００５５】

【発明の効果】本発明は以上説明したように、現像手段
に現像剤を攪拌搬送することにより送る搬送手段をシャ
フト部材と、このシャフト部材の外周面に螺旋状に形成
される羽根体と、シャフト部材の外周面に羽根体の傾斜
する羽根部間にそれぞれ位置して突設される現像剤掻き
揚げ用の複数の突起体とから構成し、複数の突起体を羽
根体の傾斜する羽根部に対して間隔を存し、かつ、シャ
フト部材の周方向に亘って所定間隔を存して突設したか
ら、現像剤の掻き揚げ能力と、現像剤を軸方向に水平に
送る能力である循環速度の相反する能力の両方を満足す
ることができる。

【００５６】従って、現像剤の掻き揚げ能力不足による
画像白抜けを防止でき、また、現像剤循環速度が遅いこ
とによる現像剤トナー濃度ムラの発生を防止して画像濃
度のバラツキを抑えることができ、良好な画像を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である電子写真複写機を
示す概略的構成図。

【図２】現像装置を示す縦断面図。

【図３】現像装置を示す横断面図。

【図４】第１の搬送ミキサーを示す斜視図。

【図５】第１の搬送ミキサーを示す平面図。

【図６】第１の搬送ミキサーを示す縦断面図。

【図７】毎分４５枚複写で印字率５０％の複写機におけ
る現像剤の循環速度と現像器内のトナー比濃度のバラツ
キとの関係を示すグラフ図。

【図８】毎分４５枚複写で印字率１０％の複写機におけ
る現像剤の循環速度と現像器内のトナー比濃度のバラツ
キとの関係を示すグラフ図。

【図９】現像剤の循環速度と搬送不良による白抜け画像
レベルとの関係を示すグラフ図。

【図１０】現像剤の循環速度と搬送不良による白抜け画
像レベルとの関係を従来と比較して示すグラフ図。

【符号の説明】

Ｐ…用紙（媒体） ２…感光体ドラム（像担持体） ６…露光部（像形成手段） ８…転写チャージャ（転写手段） １２…マグローラ（現像手段） １３…第１の搬送ミキサー（搬送手段） ２１…ミキサー軸（シャフト部材） ２３…羽根体 ２６…パドル（突起体） ３１給紙カセット（供給手段）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】静電潜像を担持する像担持体に対向し、現
   像剤を前記静電潜像に供給して現像する現像手段と、 この現像手段に前記現像剤を攪拌搬送することにより送
   る搬送手段とを具備し、 前記搬送手段は回転するシャフト部材と、 このシャフト部材の外周面に螺旋状に形成され、現像剤
   を軸方向に攪拌搬送する羽根体と、 前記シャフト部材の外周面に前記羽根体の傾斜する羽根
   部間にそれぞれ位置して突設され、前記現像剤を前記現
   像手段に向かって掻揚げる複数の突起体とから構成さ
   れ、 前記複数の突起体は前記羽根体の傾斜する羽根部に対し
   て間隔を存し、かつ、前記シャフト部材の周方向に亘っ
   て所定間隔を存して突設されたことを特徴とする現像装
   置。
2. 【請求項２】像担持体に担持される静電潜像に現像部材
   により現像剤を供給して現像する現像工程と、 前記現像部材に搬送部材により現像剤を攪拌搬送して送
   る搬送工程とを具備し、 前記搬送部材は回転するシャフト部材と、 このシャフト部材の外周面に螺旋状に形成された羽根体
   と、 前記シャフト部材の外周面に前記羽根体の傾斜する羽根
   部間にそれぞれ位置して突設された複数の突起体とから
   構成され、 前記複数の突起体は前記羽根体の傾斜する羽根部に対し
   て間隔を存し、かつ、前記シャフト部材の周方向に亘っ
   て所定間隔を存して突設され、 前記羽根体の回転により前記現像剤を軸方向に攪拌搬送
   するとともに、前記複数の突起体により前記現像剤を前
   記現像手段に向かって掻揚げることを特徴とする現像方
   法。
3. 【請求項３】像担持体に画像情報に対応する静電潜像を
   形成する像形成手段と、 前記像担持体の下方部に設けられ、前記像形成手段によ
   り形成された静電潜像に現像剤を供給して現像する現像
   手段と、 この現像手段により現像された現像剤像を媒体に転写さ
   せる転写手段とを具備し、 前記現像手段は、前記像担持体に対向し、現像剤を前記
   静電潜像に供給して現像する供給手段と、 この供給手段に前記現像剤を攪拌搬送することにより送
   る搬送手段と、 を具備し、 前記搬送手段は回転するシャフト部材と、 このシャフト部材の外周面に螺旋状に形成され、現像剤
   を軸方向に攪拌搬送する羽根体と、 前記シャフト部材の外周面に前記羽根体の傾斜する羽根
   部間にそれぞれ位置して突設され、前記現像剤を前記供
   給手段に向かって掻揚げる複数の突起体とから構成さ
   れ、 前記複数の突起体は前記羽根体の傾斜する羽根部に対し
   て間隔を存し、かつ、前記シャフト部材の周方向に亘っ
   て所定間隔を存して突設された個を特徴とする画像形成
   装置。