JP2002214890A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２成分現像剤を用いる現像装置において、現
像剤の攪拌に対する寄与が大きい現像剤攪拌部材の制御
を行うことで、トナーの帯電量を安定化させることがで
きる現像装置を提供することを課題とする。 【解決手段】 現像剤が新品と判断された場合、初期化
動作時に、現像スリーブ４の線速に対する現像剤攪拌部
材１３の線速比を増加させ、摩擦力によりトナーの帯電
量の立ち上げを行う。これにより、画像形成１枚目から
安定した画像を出力することができる。また、プレドク
タブレード６ｂ上流に十分な量の現像剤滞留部３ｂを保
持することができ、新品時のトナー漏れ等の不具合が解
消される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を用
いた画像形成装置に搭載される現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トナー補給機構等を必要としな
い、小型で安価な現像装置として、図１０のような構成
の現像装置が提案されている。図１０を用いてトナー補
給の仕組みを説明する。第一規制部材（ドクタブレー
ド）６ａの上流に位置する現像剤収納室７内の現像剤３
ａが、トナー濃度の増減で嵩変化し、それによって第二
規制部材（プレドクタブレード）６ｂの手前に形成され
る現像剤滞留部３ｂの嵩が変わり、その嵩によって、ト
ナーホッパ８からトナー１１ａを補給し、トナー濃度制
御を行っている。このため、このシステムでは、トナー
濃度センサが省略でき、トナー補給機構が簡素化できる
ために、小型化、低コスト化が可能である。

【０００３】また、２成分現像剤では、トナーを帯電さ
せるために磁性キャリアとの攪拌を行っている。しか
し、トナーの帯電量が十分ではない場合は、トナー飛散
や地汚れ等が発生し、狙いの帯電量よりも大きい場合
は、画像濃度不足、未転写、版画といった画像上の不具
合等が発生するためにトナーの帯電量の一定化が必要と
なる。更に、この現像システムでは、第二規制部材（ド
クタブレード）６ｂ上流側に十分な量の現像剤滞留部３
ｂが形成されていないと、トナー漏れを起こしてしまう
ことから、トナーの帯電量を一定化し、現像剤の嵩を一
定化させることで、現像剤滞留部３ｂを一定化させる必
要がある。特にトナーの帯電量は環境変動に敏感である
ことから、この制御が望まれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで上記問題点に鑑
み、本発明は、２成分現像剤を用いる現像装置におい
て、現像剤の攪拌に対する寄与が大きい現像剤攪拌部材
の制御を行うことで、トナーの帯電量を安定化させるこ
とができる現像装置を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
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、現像剤の量を規制する
第一の規制部材と、第一の規制部材より掻き落とされた
現像剤を収容する現像剤収容部と、現像剤収容部内に現
像剤攪拌部材とを有する現像装置であって、現像剤が新
品であることを検知する手段を有し、新品の現像剤が導
入されたと判断した場合、初期化動作時の現像剤攪拌部
材の線速は通常画像出力時の現像剤攪拌部材の線速より
も大きくする 現像装置とする。

【０００６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の現像装置において、新品の現像剤を導入後、所定通紙
枚数までは、現像剤攪拌部材の線速は通常ジョブ時の現
像剤攪拌部材の線速よりも大きくする 現像装置とす
る。請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の現像装
置において、温湿度検知手段を有し、温湿度検知手段に
よって検出された出力に応じて、演算装置によって現像
剤攪拌部材の線速を増減させる 現像装置とする。

【０００７】請求項４に記載の発明は、請求項１ないし
３のいずれかに記載の現像カートリッジを備えた画像形
成装置とする。請求項５に記載の発明は、請求項１ない
し４のいずれかに記載の現像装置、もしくは現像カート
リッジを搭載する画像形成装置。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本実施形態にかかわる現像
装置の概略図である。この現像装置は、複写機に用いら
れる潜像担持体である円筒状の感光体ドラム１の側方に
配置され、この感光体ドラム１に向けて開口部が形成さ
れた現像ケーシング２の内部に、該開口部から一部が露
出した、トナー及び磁性キャリアからなる現像剤３を表
面に担持する現像剤担持体としての非磁性材質からなる
現像スリーブ４、現像スリーブ４の内部に固定配置され
た磁界発生手段としてマグネットローラ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の量を規制す
る第一の規制部材としてのドクタブレード６ａ、現像剤
収納ケース７、トナー収容部としてのトナーホッパ８等
を備えている。現像剤収納ケース７は、現像スリーブ４
との間に、感光体ドラム１との対向部の現像位置に供給
されずにドクタブレード６ａで進行が阻止された現像剤
を収容する現像剤収容部Ａを形成している。そして、現
像剤スリーブ４の内部に固定配置されているマグネット
ローラ５のうち、現像剤収容部Ａに対向する位置には、
現像剤収容部Ａ内の現像剤３ａを現像スリーブ４上に担
持させるための磁極５ａを配置している。また、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Ａ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
補給口８ａを有し、このトナー補給口８ａに隣り合った
スペースには、トナーホッパ８内のトナー１１ａをトナ
ー補給口８ａに向けて攪拌しながら送り出すトナー攪拌
部材としてのアジテータ９が配置されている。このアジ
テータ９は、回転軸の位置、羽の長さが調節され、アジ
テータの最外周軌道が現像剤に振れないように設定され
ている。

【０００９】上記構成の現像装置において、現像スリー
ブ４上に担持された現像剤３ａは、図中矢印ａ方向に回
転する現像スリーブ４の回転に伴ってスリーブ上をドク
タブレード６ａ側に搬送され、ドクタブレード６ａによ
り規制されて薄層化される。薄層化された現像剤３ａ
は、図中矢印ｂ方向に回転している感光体ドラム１と対
向する現像領域に搬送される。そして、現像領域では、
感光体ドラム１上に形成されている静電潜像にトナーが
接触あるいは非接触で供給され、該静電潜像の可視化が
行われる。その後、現像剤３は現像スリーブ４の回転に
伴ってスリーブ上を現像剤補給口である現像剤第二の規
制部材、プレドクタブレード６ｂ側に搬送され、トナー
ホッパ８内のアジテータ９で送り出されてトナー補給口
８ａから供給された新しいトナー１１ａを取り込んだあ
と、現像剤収容部Ａに戻る。新しいトナー１１ａを含ん
だ現像剤３ａは、ドクタブレード６ａによる規制部で内
圧が増加し、現像剤３ａに含まれるトナーが摩擦帯電さ
れる。これにより、現像剤を帯電あるいは攪拌するため
のパドルやスクリュー等を用いた複雑な攪拌搬送機構を
設けなくとも、現像スリーブ４上の現像剤３ａに含まれ
るトナーを帯電することができる。

【００１０】一方、上記現像領域に供給されずにドクタ
ブレード６ａで進行が阻止された現像剤３ａの一部は、
現像剤収容部Ａ内で現像剤３自身の内圧及び重力によっ
て、トナーホッパ８のトナー補給口８ａに向かって移動
する。トナー補給口８ａ付近まで移動してきた現像剤３
ａは、磁極５ａの磁力により現像スリーブ４側に引き寄
せられ、現像スリーブ４の回転に伴って、ドクタブレー
ド６ａ側に搬送されることにより、現像剤収容部Ａ内を
循環する。さらに現像剤収容部Ａ内の現像剤３ａの攪拌
を活発化させるために現像剤収容部Ａ内に現像剤攪拌部
材１３を設置している。この現像剤攪拌部材１３は、現
像スリーブ４上の現像剤規制部材の役割も果たすため
に、現像スリーブ４と同方向に回転する。

【００１１】また、上記構成の現像装置においては、現
像剤３ａに補給されたトナーが多くなってトナー濃度が
高まると、それに従って現像剤３ａの嵩が増加するた
め、現像剤３ａがトナー補給口８ａで現像剤収容部Ａ内
からあふれ、プレドクタブレード６ｂをふさぐ。このた
め、現像スリーブ４上の現像剤３ａへの取り込み量が少
なくなる。このトナー取り込み量の減少により、現像剤
３ａのトナー濃度が常に一定濃度以下に保たれる。逆
に、現像剤３ａのトナー濃度が低くなると現像剤３ａの
嵩が減少するため、現像剤３ａがプレドクタブレード６
ｂをふさぐことがなくなるので、現像スリーブ４上の現
像剤３ａへ所定量のトナーが取り込まれ、現像剤３ａの
トナー濃度が常に一定濃度以上に保たれる。このように
トナー濃度をほぼ一定範囲内にコントロールできるの
で、トナー濃度センサや補給部材などを用いた複雑なト
ナー濃度制御が不要な構成となっている。

【００１２】ところで、現像剤の新品時は、トナーが帯
電されていないために、地汚れやトナー飛散等の不具合
が発生する。それを防ぐためには、画像形成１枚目から
十分にトナーを帯電させておくことが望ましい。上記構
成の現像装置においては、トナーが現像スリーブ４上の
現像剤に補給されてから、プレドクタブレード６ｂ、現
像剤攪拌部材１３、ドクタブレード６ａが現像剤３にス
トレスを与える部材であるが、この３つの部材によって
現像スリーブ４の約３分の１周程度という非常に短時間
のうちに、目標とするトナー帯電量にする必要がある。
しかしながら、ドクタブレード６ａ、プレドクタブレー
ド６ｂは固定であることから、現像剤攪拌部材１３の攪
拌動作がトナーの帯電量に対して非常に大きく寄与して
いることが考えられる。そこで、本発明の現像装置にお
いては、現像剤攪拌部材１３の攪拌動作を適切に制御
し、現像剤に含まれるトナーの帯電量を適正量とするこ
とを特徴とする。

【００１３】図２は、現像剤が新品であると検知された
場合のフローチャートである。現像剤が新品と判断され
た場合、初期化動作時に現像剤攪拌部材１３の線速を増
加させ、トナーの帯電量の立ち上げを行う。尚、現像剤
攪拌部材１３の線速は、現像スリーブ４の線速との比で
決められるものであり、現像剤攪拌部材１３の線速の増
加は、現像スリーブ４の線速との比の増加を意味する。
これにより、画像形成１枚目から安定した画像を出力す
ることができる。また、プレドクタブレード６ｂ上流に
十分な量の現像剤滞留部３ｂを保持することができ、新
品時のトナー漏れ等の不具合が解消される。

【００１４】しかしながら、使用トナー濃度範囲が高い
場合には、現像剤全体のトナー帯電量が飽和するまでに
は時間を要する。そこで、以下のように、現像剤攪拌部
材１３の線速の増加を初期化動作時のみならず、それ以
降も継続することでこれに対応することができる。図３
は、連続通紙枚数によって現像剤攪拌部材の線速を制御
するフローチャートである。現像剤新品時から、通紙枚
数をカウントし、所定の枚数までは現像剤攪拌部材１３
の線速を増加させる。所定の枚数を超えたら、通常の現
像剤攪拌部材１３の線速とする。ここで、所定の枚数を
多くすると現像剤攪拌部材１３の線速の増加による現像
剤の寿命が短くなるような不具合もあることから、多く
ても１０００枚までとすることが望ましい。このように
して、初期画像の帯電量不足による不具合が解消され、
地汚れ等のない安定した画像が得られる。

【００１５】また、トナーの帯電量は、一般的に現像剤
の周囲環境の影響を受ける。図４は、通常の現像剤攪拌
部材の攪拌動作での温湿度の違いによるトナーの帯電量
を示す図である。トナーの帯電量は、目標とする帯電量
１０〜３０μＣ／ｇに対して、高温高湿時では小さく、
低温低湿時では大きくなってしまい、地汚れや画像濃度
不足といった不具合が発生し、安定した画像が得られに
くい。そこで、本発明の現像装置においては、図５に示
すように、現像剤周囲の環境を把握するために温湿度セ
ンサを設置し、出力を演算装置にフィードバックし、演
算装置にあらかじめ設定された現像剤攪拌部材１３の制
御プログラムに従って、現像剤攪拌部材１３の攪拌を行
うものとする。図６は、温湿度を検知したときの現像剤
攪拌部材１３制御のフローチャートを示す。本体の電源
を投入後に温湿度センサが現像剤周囲環境を検知し、演
算装置において、現像剤攪拌部材１３の線速を決定後、
ウォームアップを行う。また、同様に省エネモード等の
待機状態からの復帰時や画像出力動作前にも温湿度検知
を行い、現像剤攪拌部材１３の線速の制御を行う。尚、
温湿度センサを新たに設置するとコストアップであるの
で、帯電ローラの温度センサを用いて、簡易的に周囲環
境を検知するのであってもよい。

【００１６】現像剤攪拌部材１３の線速としては、現像
スリーブ４の線速に対しての線速比で、０．１〜３．０
が望ましい。高温高湿時には、現像剤中のトナー帯電量
不足であるために、現像剤攪拌部材１３の線速比を増加
させ、低温低湿時では、減速させるものとする。図７
は、温湿度の違いによって現像剤攪拌部材の攪拌を制御
した結果を示す図である。図７に示すように、高温高湿
時におけるトナー帯電量を大きくし、低温低湿時におけ
るトナー帯電量を小さくすることができる。いずれの環
境においても、目標とする帯電量１０〜３０μＣ／ｇの
範囲内で、かつ帯電量の差を小さくすることが可能とな
る。

【００１７】図８は本発明の現像カートリッジである。
このように、現像剤収容部Ａ内に現像剤攪拌部材１３を
設置することで、トナーの帯電量を一定に制御でき、地
汚れや画像濃度不足のない安定した画像を得ることがで
きる。また、図９は、上記構成による現像カートリッジ
２０を搭載した画像形成装置の例である。上記のような
現像剤攪拌部材の駆動やギアを画像形成装置に設置する
ことによって、現像カートリッジ２０の変更を少なくす
ることができる。また、現像剤使用開始初期から、安定
したトナー帯電量が得られるために、帯電量不足等によ
るトナー飛散がなくなり、本体を汚すことがないので、
安定して画像を出力することができる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によ
り、現像剤収容部内に現像剤攪拌部材を設け、適切な攪
拌動作に制御することで、現像剤新品時においても、画
像形成１枚目から安定した画像を出力できる現像装置を
提供することが可能となる。また、温湿度等の環境が変
化しても、適切な制御された現像剤攪拌部材の攪拌動作
により、現像剤中のトナーの帯電量を一定に制御するこ
とができ、地汚れや画像濃度不足のない安定した画像を
出力できる現像装置を提供することが可能となる。更
に、上記のような構成の現像カートリッジを画像形成装
置に搭載することにより、現像剤使用開始初期から、安
定したトナー帯電量が得られるために、帯電量不足等に
よるトナー飛散がなくなり、本体を汚すことがなく、安
定して画像を出力できる画像形成装置を提供することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施形態にかかわる現像装置の概略図であ
る。

【図２】 現像剤が新品であると検知された場合のフロ
ーチャートである。

【図３】 連続通紙枚数によって現像剤攪拌部材の線速
を制御するフローチャートである。

【図４】 通常の現像剤攪拌部材の攪拌動作での温湿度
の違いによるトナーの帯電量を示す図である。

【図５】 本実施形態にかかわる現像装置の概略図であ
る。

【図６】 温湿度を検知したときの現像剤攪拌部材の制
御のフローチャートを示す。

【図７】 温湿度の違いによって現像剤攪拌部材の攪拌
を制御した結果を示す図である。

【図８】 本発明の現像カートリッジの概略図である。

【図９】 本発明の現像カートリッジを搭載した画像形
成装置の概略図である。

【図１０】 従来のトナー補給機構等を必要としない現
像装置の概略図である。

【符号の説明】

１ 感光体 ２ 現像ケーシング ３、３ａ 現像剤 ３ｂ 現像剤滞留部 ４ 現像スリーブ ５ マグネットローラ ５ａ 磁極 ６ａ ドクタブレード ６ｂ プレドクタブレード ７ 現像剤収納ケース ８ トナーホッパ ８ａ トナー補給口 ９ アジテータ １１ａ トナー １３ 現像剤攪拌部材 １６ 帯電ローラ １７ クリーニングブレード ２０ 現像カートリッジ ３０ 光学書込装置 ４０ 転写装置 ５０ 定着装置 ６０ 給紙装置 １００ 画像形成装置 Ａ 現像剤収容部

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H027 DA11 DA14 DA16 DA27 DA45 DD07 DE01 DE07 DE09 EA04 EA20 EC06 ED08 EE03 2H031 AA01 AA12 AB04 AB09 AC08 AC13 AC17 AC30 BA05 BA09 BB01 2H077 AA12 AB03 AB13 AB15 AC16 AD02 AD06 AD13 AD17 AE01 BA02 DA18 DA22 DA24 DA80 DA82 EA01

Claims (5)

【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、現像剤の量を規制する第一の規制部材
   と、第一の規制部材より掻き落とされた現像剤を収容す
   る現像剤収容部と、現像剤収容部内に現像剤攪拌部材と
   を有する現像装置であって、 現像剤が新品であることを検知する手段を有し、 新品の現像剤が導入されたと判断した場合、初期化動作
   時の現像剤攪拌部材の線速は通常画像出力時の現像剤攪
   拌部材の線速よりも大きくすることを特徴とする現像装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の現像装置において、 新品の現像剤を導入後、所定通紙枚数までは、現像剤攪
   拌部材の線速は通常ジョブ時の現像剤攪拌部材の線速よ
   りも大きくすることを特徴とする現像装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の現像装置において、 温湿度検知手段を有し、温湿度検知手段によって検出さ
   れた出力に応じて、演算装置によって現像剤攪拌部材の
   線速を増減させることを特徴とする現像装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の
   現像装置からなる現像カートリッジ。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載の
   現像装置、もしくは現像カートリッジを搭載する画像形
   成装置。