JP2001265097A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像剤担持体と第二の規制部材とケーシング
とで囲まれたリブを設けることにより現像剤滞留部の現
像剤担持体に拘束されることのないフリーな現像剤の軸
方向の移動を規制し傾斜時に発生する軸方向のトナー濃
度偏差を解消する現像装置を提供する。 【解決手段】 第二の規制部材９に通過を阻止された現
像剤が第二の規制部材９の現像剤搬送方向の上流側に循
環部１１を形成し、トナー消費によりトナー濃度が低下
すると現像剤の体積減少により現像剤滞留部１０が循環
部１１に取り込まれる現像剤循環部１１とトナーを接触
させることによりトナーを取り込む現像装置において、
現像剤担持体１と第二の規制部材９とケーシング１３と
で囲まれらたリブ１５を設ける現像装置である。

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、レーザプ
リンタ等の画像形成装置の現像部に用いられる現像装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来トナー濃度検知手段を必要とせず磁
性トナーを用いてトナー濃度を制御する現像装置が知ら
れている。これらの現像装置は現像剤の動きが活発な箇
所とそうでない箇所、あるいは現像剤の多い箇所と少な
い箇所においてトナーの取り込み量が異なり部分的にト
ナー濃度が不安定になって画像濃度ムラ(黒帯状濃度ム
ラ、波状濃度ムラ)が発生しやすい。

【０００３】そこで、トナー取り込み部のメカニズムを
改良することによりトナー濃度の安定化を図り、より安
定的で均一な画像濃度を実現する試みがなされている。
その一例を図１に示す。現像剤収納ケース４の下端部に
は現像剤担持体１に近接した第二の現像剤規制部材9を
形成し現像剤のトナー濃度（現像剤にしめるトナーの重
量百分率）が適正範囲内にあるときはトナー補給路７に
現像剤の滞留部１０を形成してトナーと現像剤が接して
いるところでは現像剤とトナーが混ざり合わないためト
ナーを取り込まない。トナーが消費されると現像剤の嵩
が減少し現像剤滞留部１０が減少し第二の現像剤規制部
材9の下側で現像剤の循環が起きる。この循環部１１に
トナーが接するとトナーが循環している現像剤に取り込
まれ嵩が増えると再び現像剤滞留部１０を形成してトナ
ーの取り込みを中断する。このような動作を実現するた
め現像剤担持体１の極配置・磁力、第二の現像剤規制部
材９の位置、その手前側に形成する現像剤が循環するた
めの空間の形状と位置、及びトナー補給路の相対位置関
係等の適正化を図り濃度ムラの低減を実現している。ま
た、第二の規制部材９が現像剤担持体１と対向する面の
現像剤搬送方向上流側端部の規制間隔が現像剤搬送方向
下流側端部の規制間隔よりも大きいという形状を付与す
ることによりトナーが現像剤収容部３中に流れ込む直前
に現像剤層間の摩擦力を高めその間を通過するトナーに
十分な帯電量を付与することにより帯電量不足のトナー
を無くし画像濃度ムラを抑制している。

【０００４】また、第二の規制部材９の現像剤担持体と
の対向面により現像剤循環部１１の拡散を抑制し循環部
の現像剤がトナー収容部側へ溢れ出すのを防ぐ工夫がな
されている。また、ケーシング中に磁界発生手段１４を
設け、現像剤担持体１により拘束されることのないフリ
ーな現像剤を拘束し、ユニット傾斜時に発生する軸方向
のトナー濃度偏差を解消する試みがなされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
技術においてはケーシング内に磁界発生手段を設けるこ
とにより現像剤担持体により拘束されることのないフリ
ーな現像剤を拘束し軸方向の傾斜に対して現像剤の軸方
向の移動をを規制し、傾斜時における軸方向のトナー濃
度偏差の解消を試みたが、対策効果が十分ではなく課題
として残っていた。

【０００６】そこで、本発明は、現像剤担持体と第二の
規制部材とケーシングとで囲まれたリブを設けることに
より現像剤滞留部の現像剤担持体に拘束されることのな
いフリーな現像剤の軸方向の移動を規制し傾斜時に発生
する軸方向のトナー濃度偏差を解消することを目的とす
る。さらに、本発明は、前記リブを磁性材料製とした場
合に現像剤担持体とリブとの間に形成される現像剤のブ
リッジによるトナー取り込み不良を防ぐことを目的とす
る。

【０００７】

【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に記載の発明は、 内部に磁界発生手段を
有し、トナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤を担
持して搬送する現像剤担持体と、 前記現像剤担持体に
担持されて搬送される前記現像剤の量を規制する第一の
規制部材と、 第一の規制部材により掻き落とされた現
像剤を収容する現像剤収容部と、 第一の規制部材より
も前記現像剤担持体上の現像剤の搬送方向上流側に配設
された第二の規制部材と、 前記現像剤収容部に隣接
し、前記現像剤担持体にトナーを供給するトナー収容部
と を備え、かつ 第二の規制部材は現像剤担持体上の
トナー濃度が上昇して前記現像剤の層厚が増加した場合
にこの増加分を規制すべく前記現像剤担持体との間隙が
設定されている現像装置であって、 第二の規制部材に
通過を阻止された現像剤が第二の規制部材の現像剤搬送
方向の上流側に循環部を形成し、トナー濃度が所定の適
正範囲に有るときはトナー収容部と現像剤循環部とを連
絡しているトナー補給経路に現像剤滞留部が現れトナー
と現像剤の接触部におけるトナー取り込みを行わず、ト
ナー消費によりトナー濃度が低下すると現像剤の体積減
少により前記現像剤滞留部が循環部に取り込まれ現像剤
循環部とトナーを接触させることによりトナーを取り込
むよう構成したことを特徴とする現像装置において、
該現像剤担持体と第二の規制部材とケーシングとで囲ま
れたリブを設ける現像装置である。請求項２に記載の発
明は、 前記リブは、非磁性材料製である請求項１に記
載の現像装置である。請求項３に記載の発明は、 前記
第二の規制部材が現像剤担持体と対向する面の現像剤搬
送方向のもっとも下流側端部の規制間隔よりも前記リブ
と現像剤担持体との間隔の方が大きい請求項1に記載の
現像装置である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図２は、本発明の一実施形態である
現像装置の構成を示す概略図である。現像剤担持体１の
内部には磁界発生手段が固定され、その周りを現像剤担
持体１が回転可能に支持され現像剤の層厚を規制する第
一の現像剤規制部材２と第一の現像剤規制部材２により
阻止された現像剤を収納する現像剤収納部３を形成する
現像剤収納ケース４が現像剤規制部材２の上流（現像ス
リーブ回転方向）に配置される。現像剤収納ケース４に
隣接してトナー５を収納するトナーホッパー６を配置し
トナーホッパ６と現像剤収納部３はトナー補給路７によ
って連絡している。トナーホッパー６内にはトナーを攪
拌しながら補給路に向けて送り込む補給攪拌部材８を設
ける。現像剤収納ケース４の下端部には現像剤担持体１
に近接した第二の現像剤規制部材９を形成し現像剤のト
ナー濃度（現像剤にしめるトナーの重量百分率）が適正
範囲内にあるときはトナー補給路に現像剤の滞留部１０
を形成してトナーと現像剤が接しているところでは現像
剤とトナーが混ざり合わないためトナーを取り込まな
い。トナーが消費されると現像剤の嵩が減少し現像剤滞
留部１０が減少し第二の現像剤規制部材９の下側で現像
剤の循環が起きる。この循環部１１にトナーが接すると
トナーが循環している現像剤に取り込まれ嵩が増えると
再び現像剤滞留部１０を形成してトナーの取り込みを中
断する。

【０００９】このような動作を実現する条件の一例を以
下にのべる。現像剤担持体１の内部には交互に磁極を配
置し像担持体１２に対向する磁極をＰ１極とし反時計回
りにＰ２、Ｐ３を配置し現像剤収納部に対向する位置に
Ｐ４極を配置する。現像剤の循環部がトナーを取り込み
所定濃度に達するとトナーと現像剤の接触部に現像剤の
滞留部を出現させるためには前記Ｐ３極及びＰ４極の配
置と磁力、第二の現像剤規制部材９の位置、その手前側
に形成する現像剤が循環するための空間の形状と位置、
及びトナー補給路７の相対位置関係の適正化を図る必要
がある。

【００１０】図３は、実験結果に基づいてそれらの条件
を示す図である。 ＜メカ条件＞ Ｐ３極：θ1＝１２７° 現像剤担持体面法線方向の最大磁束密度：５３ｍＴ Ｐ４極：θ2＝３５° 現像剤担持体面法線方向の最大磁束密度：５６ｍＴ 第二現像剤規制部材角度：θ3＝１４° 第二規制部材の現像剤担持体との対向面が鉛直方向とな
す角度：θ４＝２４° 第二現像剤規制部材下流側端部と現像剤担持体表面の間
隔：Ｇａ＝０．６ｍｍ 第二現像剤規制部材下流側端部と現像剤担持体表面の間
隔：Ｇｂ＝３．５ｍｍ 現像剤軸方向移動規制リブと現像剤担持体表面の間隔：
Ｇｃ＝１．０ｍｍ トナー補給路開口幅：Ｗ＝５．４ｍｍ 現像剤担持体径：Ｄ＝φ１６ｍｍ 現像剤軸方向移動規制リブピッチ：２０ｍｍ 現像剤軸方向移動規制リブ幅：２ｍｍ ＜現像剤＞ キャリア：マグネタイト又は鉄 ４０〜５０μｍ トナー：磁性体量 １５〜４０wt％ 平均粒径 ７．５μｍ シリカ量 ０．５〜１．０wt％ トナー帯電量Ｑ／Ｍ １０〜３０μＣ／ｇ トナー濃度 約１０wt％ トナーのキャリアに対する被覆率 ５０〜１２０％ 以上の条件設定にて前記の動作が可能であり現像剤のト
ナー濃度を安定させることが出来た。これらの条件は組
み合わせにより別の条件でも前記動作を再現することも
でき上記の条件はその一例である。

【００１１】本発明は、複写機、レーザービームプリン
タ等の画像形成装置の現像部に用いられる現像装置に関
するものであるが、それらは現像装置の軸方向に高低差
のある環境で使用されることも考慮しなければならな
い。実用上考え得る程度の高低差においては現像剤循環
部１１が小さく循環部の現像剤が現像剤担持体１から拘
束力(磁気力)を受けているときには現像剤の軸方向の移
動は問題とならないが、循環部１１がトナーを取り込む
ことにより体積が増加すると現像剤担持体１から遠くの
拘束力を受けないフリーな現像剤が相対的に低い側に移
動するようになり結果として低い側には過剰な現像剤が
溜まるあるいはトナーホッパ側に溢れ出してしまうため
トナーの取り込みが適正に行われずトナー濃度が次第に
低くなっていく。逆に相対的に高い側の現像剤は次第に
少なくなるためトナーの取り込みを適切に規制すること
が困難となりトナー濃度が適正値よりも高くなってしま
う。このようなプロセスを経て結果として軸方向に画像
濃度偏差が生じるといった不具合となり問題となってい
た。

【００１２】本実施形態では、前述の不具合を解消する
ため図２に示す現像剤担持体１と第二の規制部材９とケ
ーシング(補給台１３)とで囲まれた２ｍｍ幅のリブ１５
(斜線部)を現像剤担持体１の軸方向に２０ｍｍピッチで
設けている。そのため本実施形態の現像装置を軸方向で
高低差を付けて使用したとしても二つのリブに挟まれた
区間での高低差は小さいため高い側と低い側の現像剤量
にさほどの差が付かない。そのため二つのリブに挟まれ
た区間ではトナー濃度の差が生じることなく現像装置の
軸方向に高低差のある環境で使用しても常に良好な画像
をプリントすることができる。またリブ１５と現像剤担
持体１との間に間隙があるが、本実施形態のように１．
０ｍｍ程度の間隔では現像剤は現像剤担持体１により担
持されているため問題とならない。

【００１３】また、トナーは、図４に示すような経路を
通り現像剤収納部３へと取り込まれるためリブ１５と現
像剤担持体１との間隔が第二の現像剤規制部材下流側端
部と現像剤担持体表面の間隔Ｇａよりも小さいとリブが
トナーの取り込みを阻止するためリブのある部分のみト
ナーが取り込まれないといった不具合が生じる。そのた
め本実施形態でもＧａ＜Ｇｃの関係を維持することによ
り前述の不具合が生じる懸念を払拭している(作用効果
３)。また、リブ１５を非磁性材料製とすることにより
リブが磁性材料製であった場合にリブと現像剤担持体間
に形成されると考えられる現像剤のブリッジによるトナ
ー補給不良などの不具合も防ぐことができる。本実施形
態では２ｍｍ幅のリブを２０ｍｍ間隔で設置したが現像
剤担持体１の磁気力や現像剤の種類によってリブピッチ
やリブと現像剤担持体１との間隔を適正化する必要があ
る。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
現像装置では、現像装置の軸方向に高低の差がある状態
に置かれても、二つのリブで挟まされた区間ではトナー
濃度差が生ずることなく、常に安定して良好な画像が得
られる。また、請求項２に記載の現像装置では、リブと
現像剤担持体間に形成される現像剤のブリッジによるト
ナー補給不良を防止することができる。また、請求項３
に記載の現像装置では、リブの一部分で、トナーが取り
込まれないという不具合を解消することで、常に安定し
て良好な画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】トナー濃度検知手段を必要としない従来の現像
装置の構造を概略的に示す構成図である。

【図２】本発明の現像装置の構造を概略的に示す構成図
である。

【図３】本発明の現像装置で、各部材の形状、位置関係
等を適正化した一具体例を示す図である。

【図４】本発明の現像装置で、トナーが取り込まれる経
路を示す図である。

【符号の説明】

１ 現像剤担持体 ２ 第一の現像剤規制部材 ３ 現像剤収納部 ４ 現像剤収納ケース ５ トナー ６ トナーホッパー ７ トナー補給路 ８ 補給攪拌部材 ９ 第二の現像剤規制部材 １０ 現像剤滞留部 １１ 循環部 １２ 像担持体 １３ 補給台 １４ トナー供給ローラ １５ リブ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に磁界発生手段を有し、トナーと磁
   性キャリアとを含む２成分現像剤を担持して搬送する現
   像剤担持体と、 前記現像剤担持体に担持されて搬送される前記現像剤の
   量を規制する第一の規制部材と、 第一の規制部材により掻き落とされた現像剤を収容する
   現像剤収容部と、 第一の規制部材よりも前記現像剤担持体上の現像剤の搬
   送方向上流側に配設された第二の規制部材と、 前記現像剤収容部に隣接し、前記現像剤担持体にトナー
   を供給するトナー収容部と を備え、かつ第二の規制部
   材は現像剤担持体上のトナー濃度が上昇して前記現像剤
   の層厚が増加した場合にこの増加分を規制すべく前記現
   像剤担持体との間隙が設定されている現像装置であっ
   て、 第二の規制部材に通過を阻止された現像剤が第二の規制
   部材の現像剤搬送方向の上流側に循環部を形成し、トナ
   ー濃度が所定の適正範囲に有るときはトナー収容部と現
   像剤循環部とを連絡しているトナー補給経路に現像剤滞
   留部が現れトナーと現像剤の接触部におけるトナー取り
   込みを行わず、トナー消費によりトナー濃度が低下する
   と現像剤の体積減少により前記現像剤滞留部が循環部に
   取り込まれ現像剤循環部とトナーを接触させることによ
   りトナーを取り込むよう構成したことを特徴とする現像
   装置において、 該現像剤担持体と第二の規制部材とケーシングとで囲ま
   れたリブを設けることを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記リブは、非磁性材料製であることを
   特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 【請求項３】 前記第二の規制部材が現像剤担持体と対
   向する面の現像剤搬送方向のもっとも下流側端部の規制
   間隔よりも前記リブと現像剤担持体との間隔の方が大き
   いことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。