JP2002278277A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速化とユニットの小型化とを両立させた上
で、剤の循環不足・循環比均一による画像濃度むら，現
像剤の劣化による経時の画像濃度低下，地汚れ（カブ
リ）等の不具合を解消する。 【解決手段】 現像ローラ３−１−１にトナーを供給す
るために平行に並んだ２本の剤撹拌部材における一方の
第１剤撹拌部材３−２−２に対して、４０度〜７０度斜
め上方で、かつ該一方の第１剤撹拌部材３−２−２との
距離が２ｍｍ〜５ｍｍ離れた位置に、現像ローラ３−１
−１を設け、この現像ローラ３−１−１と前記一方の第
１剤撹拌部材３−２−２の中心を結ぶ線を挟んで異極の
磁極を現像ローラ３−１−１に設けた現像装置におい
て、前記異極の磁力のうち回転方向の下流側の放線方向
の磁力について、現像ローラ３−１−１の長手方向位置
によって該磁力を変える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、現像装置に係り、
特に、電子写真方式を用いた複写機、ファクシミリ、プ
リンタ、ダイレクタデジタル装置等の画像形成装置に使
用される現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、上記画像形成装置については、小
型かつ高性能・高画質で安価な装置が期待されている。
特に、装置の小型化の要請に対応するためには、各ユニ
ットの小型化が必須であり、現像装置についても、もち
ろん例外ではない。

【０００３】現像装置の小型化を図るため、例えば、特
開平１０−３１３６２号公報に記載の現像装置のよう
に、現像装置内に剤担持体と剤搬送部材のみを含む構成
となっているものも多い。また、特開２０００−６６５
１１号公報に記載の２成分系現像装置のように、現像剤
収容部の小型化に伴う剤搬送部材の配置構成において、
複数の搬送部材を並べることによって現像剤を循環して
剤担持体に送り渡すものも多い。

【０００４】しかしながら、上記のような現像ユニット
の小型化に伴い、ユニット内の剤の循環不足・循環比均
一による画像濃度むらが発生したり、現像剤の劣化によ
る経時の画像濃度低下、地汚れ（カブリ）等の不具合が
発生することがある。

【０００５】これらの不具合を解決するため、特許第２
６６００５０号公報に記載の現像装置では、搬送部材と
剤担持体の回転方向、磁力分布を規定しているが、この
特許発明に係る現像装置では、剤の搬送部材の片側を剤
の回収に、片側を剤の供給に充てるため、多くの現像剤
を剤担持体に供給するには磁極配置に精度が要求される
という問題がある。

【０００６】そこで、特開２０００−６６５１１号公報
に記載の２成分系現像装置では、精度を要求されない磁
極配置を、搬送部材、剤担持体の配置を含めて構成し
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、時代の流れに
よって市場は、装置の小型化を図りつつ、より高速印刷
を要求しており、高速化とユニットの小型化とを両立す
る上で上記不具合はより顕著になりつつあり、上記従来
の技術では不具合が解消しきれない場合も存在する。

【０００８】そこで、本発明は、高速化とユニットの小
型化とを両立させた上で、剤の循環不足・循環比均一に
よる画像濃度むら，現像剤の劣化による経時の画像濃度
低下，地汚れ（カブリ）等の不具合を解消した現像装置
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】上記目的を達成するため
請求項１記載の発明は、トナー粒子と磁性粒子からなる
現像剤と、該現像剤を収容する現像剤収容部と、像担持
体の潜像を現像する剤担持体と、該剤担持体に前記現像
剤を供給するために平行に並んだ２本の剤撹拌部材とか
らなり、一方の剤撹拌部材に対して４０度〜７０度斜め
上方でかつ該剤撹拌部材との距離が２ｍｍ〜５ｍｍ離れ
た位置に前記剤担持体が設けられ、前記剤担持体と前記
剤撹拌部材の中心を結ぶ線を挟んで異極の磁極を前記剤
担持体に設けた現像装置において、前記異極の磁力のう
ち回転方向の下流側の放線方向の磁力について、前記剤
担持体の長手方向位置によって該磁力を変えたことを特
徴とし、この構成によって、二軸剤撹拌部材を備えた現
像装置を備えた画像出力装置の画像出力速度の高速度化
に付随する画像左右部と中央部の濃度差を解消して、全
体的な濃度均一性を向上させることができる。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の現
像装置において、剤担持体の長手方向の位置によって、
回転方向の下流側の放線方向の磁力を変える際の変化率
を連続的にしたことを特徴とし、この構成によって、両
端に比べてなだらかに中央に向かって濃度が低くなる傾
向を防止することができる。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の現像装置において、回転方向の下流側の放線方向
の磁力の最小値を５０ｍＴとしたことを特徴とし、この
構成によって、濃度むらが無く、かつ地汚れの少ない高
画像を提供することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。

【００１３】図１は本発明に係る実施形態の現像装置を
備えた感光体ユニットを示し、感光体（静電潜像担持
体）１が帯電ローラ２により一様に帯電された後、露光
ビーム４により静電潜像が形成され、現像部（現像装
置）３によりトナー像が形成される。そして転写分離部
１０によって転写紙にトナー像が感光体１より転写さ
れ、感光体１に静電的に付着した転写紙が転写分離部１
０からの放電、または分離爪６によって感光体１より離
れ、図示しない定着器によって、転写紙上のトナーが転
写紙に定着される。

【００１４】尚、転写されず感光体１に残留したトナー
は、クリーニングブレード７−１によりかき取られ、排
出スクリュー７−２により現像器、または廃トナーボト
ルに回収される。一方、感光体１は除電ランプ８により
初期化される。

【００１５】現像部３は、剤担持体部３−１と剤収容部
３−２とで構成され、未使用状態では、剤担持体部３−
１と剤収容部３−２との間に設けられたシール部材３−
２−１により隔離されている。

【００１６】剤担持体部３−１は、剤担持体である現像
ローラ３−１−１と、感光体１への剤の供給量を制御す
る現像ドクタブレード３−１−２とで構成されている。
剤収容部３−２は、剤を撹拌し、また現像ローラ３−１
−１に剤を供給するための第１、第２剤撹拌部材３−２
−２，３−２−４と、剤中のトナーとキャリアの混合比
を磁気的（透磁率）に検知するトナー濃度センサ３−２
−３と、図示されない現像剤より構成される。

【００１７】図２は本実施形態における現像部を示す詳
細図であって、転写分離部１０は、転写ローラ１０−１
と除電針１０−２とより構成されている。Ｐセンサー９
は、トナーの濃度を検知するために備えられ、感光体１
上に作成された濃度パターンの反射率により、現像部３
へのトナーの補給量を制御する。図１に示したトナー濃
度センサ３−２−３が検知した値とＰセンサー９が検知
した値とにより、トナーの補給制御が行われ、図示しな
いトナー補給部よりトナーが剤収容部３−２の第２剤撹
拌部材３−２−４における剤送り方向の上流側に補給さ
れる。

【００１８】そして、補給されたトナーは、第２剤撹拌
部材３−２−４によって送られながら、剤中のキャリア
と混合・帯電され、ギヤを介して第２剤撹拌部材３−２
−４と連動する第１剤撹拌部材３−２−２によって、現
像ローラ３−１−１に供給される。

【００１９】図３に本実施形態における現像部の磁極の
磁力線図を示す。現像ローラ３−１−１は、第１剤撹拌
部材３−２−２に対してθの角度をもって配置されてい
る。また、現像ローラ３−１−１と第１剤撹拌部材３−
２−２とはδの距離だけ離間している。

【００２０】尚、本実施形態では、感光体１はＯＰＣド
ラム（φ３０）で、かつ回転速度１２５ｍｍ／ｓｅｃ、
現像ローラ３−１−１は（φ１６）で、かつ回転数が３
８０ｒｐｍ、第１剤撹拌部材３−２−２はスクリュー形
状（φ１９）で、かつ回転数４２０ｒｐｍである。

【００２１】（表１）は各磁極の磁力および位置を示
す。

【００２２】

【表１】 現像ローラ３−１−１の法線方向の磁力は、感光体１上
の潜像を現像するための現像剤を供給するＰ１極（Ｎ
極）と、剤収容部３−２に剤を搬送するＰ２極（Ｓ極）
と、水平方向および法線方向ともに１０ｍＴ以下の磁力
とし、現像ローラ３−１−１上の剤を離すためのＰ３極
と、第１剤撹拌部材３−２−２から現像剤を現像ローラ
３−１−１上に吸着するためのＰ４（Ｓ極）およびＰ５
（Ｎ極）と、Ｐ１極に剤を搬送するＰ６（Ｓ極）とで構
成される。

【００２３】また、特開２０００−６６５１１号公報に
より、距離δを２〜５ｍｍ、角度θを４０度〜７０度に
設定することで、剤の循環（現像ローラ３−１−１上の
剤を離し、再度供給すること）を効率よくできることが
解っている。例えば、前述の磁力配置において、距離δ
が２ｍｍ未満には、第１剤撹拌部材３−２−２と現像ロ
ーラ３−１−１の位置が近すぎて第１剤撹拌部材３−２
−２の剤の供給むらが画像に現われ、距離δが５ｍｍよ
り離れると現像ローラ３−１−１に十分に現像剤が供給
されず、画像濃度の低下が発生する。

【００２４】同様に、角度θが４０度より小さいと現像
ローラ３−１−１上の剤が十分に離れずに画像濃度が低
下し、角度θが７０度より大きすぎると、現像ローラ３
−１−１に剤を引きつける量が少なくなり、画像濃度が
低下する。またＰ４極，Ｐ５極の磁力については、Ｐ４
極を３０ｍＴ〜６０ｍＴに、Ｐ５極を５０ｍＴ〜８０ｍ
Ｔにすることによりさらに余裕度が向上することが解っ
ている。

【００２５】ここで、例えば、感光体速度を１５０ｍｍ
／ｓｅｃにして、画像出力速度を上記の１．２倍にす
る。すると、画像左右部と中央部で濃度差が生じ、全体
的な濃度むらとなる。これは、第２剤撹拌部材３−２−
４から第１剤撹拌部材３−２−２への現像剤の受け渡し
部、および第１剤撹拌部材３−２−２から第２剤撹拌部
材３−２−４への現像剤の受け渡し部の剤送り速度が、
それぞれの剤撹拌部材による剤送り速度に比べて遅くな
り、上記受け渡し部での現像剤量が他の位置に比べて多
めになることによる。この傾向は、感光体速度が早いほ
ど、また現像剤の帯電量が高いほど顕著になる傾向があ
る。

【００２６】Ｐ５極で吸着した現像剤は、現像ドクタブ
レード３−１−２を通過する際にしごかれて、ある帯電
量を持ってＰ１極へ吸着する。このときの現像剤の帯電
量が感光体１上に形成された潜像を現像するトナー量に
大きく影響する。現像ドクタブレード３−１−２を通過
した後の現像剤帯電量が高いほど、現像されるトナー量
は少なく、ひいては画像濃度が低くなる。反対に現像ド
クタブレード３−１−２通過後の現像剤帯電量が低いほ
ど、現像されるトナー量は多く、ひいては画像濃度が高
くなる。

【００２７】そこで、本実施形態では、Ｐ５極の長手方
向中央部の磁力を、両端の磁力に比べて下げることによ
って、二軸剤撹拌部材を備えた小型現像ユニットを要す
る画像出力装置の画像出力速度の高速度化に付随する画
像左右部と中央部の濃度差を解消している。

【００２８】上記効果の確認実験の結果を（表２）に示
す。

【００２９】

【表２】 試験器Ｉは、現状の磁力分布を持つ長さ３００ｍｍの剤
担持体を用いた場合であって、Ｐ５極磁力は６５ｍＴで
ある。試験器ＩＩは、Ｐ５極の長手方向中央部約５０ｍ
ｍの磁力を５５ｍＴ下げた場合であって、それ以外の条
件は、試験器Ｉに等しい。ＭＭ環境は２３℃，５０％、
ＨＨ環境は２７℃，８０％、ＬＬ環境は１０℃，１５％
であって、各環境ともＡ４サイズ横にて連続１０００枚
通紙した場合の結果を示す。尚、判定用画像は、Ａ３サ
イズで前後×左中右の計６点の黒パッチ濃度をマクベス
社ＲＤ９１４にて測定した際の「最大値−最小値」であ
る。判定は、０．２０以上を不良●、０．２０未満を良
好○とした。

【００３０】（表２）より明らかなように、試験器Ｉと
試験器ＩＩとを比較すると、試験器ＩＩの方が全体的な
濃度均一性に優れていることがわかる。

【００３１】また、図４は、全面黒画像を出力した際の
画像上各部位の濃度を測定した結果である。このよう
に、両端に比べてなだらかに中央に向かって濃度が低く
なる傾向があるので、Ｐ５極中央部の磁力を下げる際
に、両端の磁力から連続的に下げる方法も効果的であ
る。

【００３２】但し、本実験装置において、地汚れに対し
て不利な条件、すなわち剤収容部３−２内のトナー帯電
量１０（−μＣ／ｇ）、現像ギャップを該実験装置の下
限値である０．４０（ｍｍ），２７℃，８０％環境下で
の２５枚／ｄａｙランニングによって、Ｐ５極中央部の
磁力を変化させて画像出力すると、図５に示すように、
Ｐ５極中央部の磁力が４５ｍＴを下回ると、継時で地汚
れが悪くなる傾向が認められた。そのため、Ｐ５極中央
部の磁力を５０ｍＴ以上に設定することによって、濃度
むらが無く、かつ地汚れの少ない高画像を提供すること
ができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高速化とユニットの小型化とを両立させた上で、画像出
力速度の高速度化に付随する画像左右部と中央部の濃度
差を解消して、全体的な濃度均一性を向上させること等
が可能な現像装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施形態の現像装置を備えた感光
体ユニットの断面図

【図２】本発明に係る実施形態における現像部を示す詳
細図

【図３】本発明に係る実施形態における現像部の磁極の
磁力線図

【図４】本発明に係る実施形態の効果確認実験におい
て、全面黒画像を出力した際の画像上各部位の濃度測定
結果を示すグラフ

【図５】本発明に係る実施形態の効果確認実験におい
て、Ｐ５極中央部の磁力を変化させて画像出力した結果
を示すグラフ

【符号の説明】

１ 感光体（静電潜像担持体） ３ 現像部（現像装置） ３−１ 剤担持体部 ３−１−１ 現像ローラ ３−１−２ 現像ドクタブレード ３−２ 剤収容部 ３−２−２ 第１剤撹拌部材 ３−２−３ トナー濃度センサ ３−２−４ 第２剤撹拌部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナー粒子と磁性粒子からなる現像剤
   と、該現像剤を収容する現像剤収容部と、像担持体の潜
   像を現像する剤担持体と、該剤担持体に前記現像剤を供
   給するために平行に並んだ２本の剤撹拌部材とからな
   り、一方の剤撹拌部材に対して４０度〜７０度斜め上方
   でかつ該剤撹拌部材との距離が２ｍｍ〜５ｍｍ離れた位
   置に前記剤担持体が設けられ、前記剤担持体と前記剤撹
   拌部材の中心を結ぶ線を挟んで異極の磁極を前記剤担持
   体に設けた現像装置において、 前記異極の磁力のうち回転方向の下流側の放線方向の磁
   力について、前記剤担持体の長手方向位置によって該磁
   力を変えたことを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記剤担持体の長手方向の位置によっ
   て、前記回転方向の下流側の放線方向の磁力を変える際
   の変化率を連続的にしたことを特徴とする請求項１記載
   の現像装置。
3. 【請求項３】 前記回転方向の下流側の放線方向の磁力
   の最小値を５０ｍＴとしたことを特徴とする請求項１ま
   たは２記載の現像装置。