JP2003015421A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像装置内の現像剤の寿命を引き延ばすこと
による現像装置のメンテナンスの容易化、現像剤の補給
・交換の容易化、及び、現像装置の高信頼性化（ダウン
タイムの低減）、を可能とした現像装置を提供する。 【解決手段】 現像容器１０５内に収容された現像剤１
０１の内の、収容量が規定量を上回る余剰（疲労）現像
剤１０１’を、補給現像剤１０２を収納した現像剤収納
部材１２５の余剰現像剤収納部１２６ａに移送する。現
像剤収納部材１２５に、現像部に補給する新しい補給現
像剤を収納する補給現像剤収納部１２６ｂと、現像部か
ら移送された余剰現像剤を収納する余剰現像剤収納部１
２６ａとを、各々独立して設け、新旧の各現像剤を互い
に混じりあうこと無く収納する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式を用いた
画像形成装置の現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機やプリンタなどの電子写真方式を
用いた画像形成装置の現像装置の一種に、潜像坦持体上
に形成された潜像を可視像化するための現像剤として、
トナーとキャリアを混合してなる、通称、プリミックス
現像剤（２成分現像剤）を使用する現像装置が知られて
いる。この種の現像装置では、周知のように、潜像坦持
体上に形成された潜像の画像形成動作（コピーもしくは
プリント）を繰り返し実行していくにつれて、その現像
部内に収容されている現像剤中のトナーが逐次消費され
るため、この現像剤中のキャリアの容量が次第に増大し
ていく。また、この種の現像装置では、上述のようにキ
ャリアが増大したままの状態で、その画像形成動作が引
き続き実行されると、この現像装置内のキャリアが次第
に疲労して、例えば、トナーフィルミング，破砕，キャ
リアの表面に施されているコート被膜の破損などを生
じ、その現像剤の現像能力が大幅に低下する。

【０００３】従来、このような現像剤中のキャリアの増
大に伴う不具合を解消するための手段として、 （１）現像部と、該現像部に所定現像時間あるいは所定
複写量に応じて定量のキャリアを供給する手段と、現像
剤中のキャリアとトナーとの比率変化を検知し信号を発
する検知手段と、該信号によりトナーを現像部に供給す
る手段と、現像部内の所定量以上の現像剤を排出する手
段とを有した、特開昭５１−１３２４９号公報記載の
「電子写真現像装置」。 （２）キャリアとトナーを含む追加現像剤を現像装置内
の現像剤に供給する現像装置において、現像剤を排出す
るための出口ポートを設けているハウジングと、キャリ
アとトナーを前記ハウジングの室外に放出する手段と、
前記ハウジング室内の現像剤の量を検出する手段と、前
記ハウジングの出口ポートを密閉する手段とを有し、現
像剤の量が所定量以上であることを前記検出手段が示す
のに応答して、前記密閉手段は現像剤を出口ポートから
放出して、前記ハウジングの室内の現像剤の量を減少さ
せるようにした、特開平４−３５３８８１号公報記載の
「現像装置」。 （３）現像装置に、トナー供給後の体積比がトナー収納
部が小さくトナー回収部が大きくなるように変化させる
体積比変更手段を設けることにより、全体の容積を大き
くせずに使用済みトナーと新品トナーとの混ざりあいを
確実に防止する、特開昭６３−２９８３７０号公報記載
の「トナーカートリッジ」。 （４）トナー補給部を感光ドラムの内部に配設したトナ
ー貯蔵部とトナー貯蔵部内のトナーを現像器へ搬送させ
る手段とで構成することにより、本体内部のトナー貯蔵
部のための配置スペースを省略して装置の小型化を図
る、実開昭６４−３０５６２号公報記載の「複写装
置」。などが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の特開昭５１−１３２４９号公報記載の「電子写真現
像装置」は、キャリアの供給手段をトナー供給手段と別
に設け、更には、現像剤を排出する排出手段・部材及び
排出された現像剤を収容する容器を新たに設ける必要が
あるため、画像形成装置全体が複雑な構成となり大型化
及びコスト高となる不具合がある。

【０００５】また、前記従来の特開平４−３５３８８１
号公報記載の「現像装置」の場合も同様に、現像剤を排
出する排出手段・部材及び排出された現像剤を収容する
容器を新たに設ける必要があるため、画像形成装置全体
が複雑な構成となり大型化及びコスト高となる不具合が
ある。

【０００６】また、前記従来の特開昭６３−２９８３７
０号公報記載の「トナーカートリッジ」では、感光体ク
リーナからの回収トナーをトナー収納部に戻すのが目的
であるため、使用済みの現像剤をトナー収納部に戻すこ
とはできない。

【０００７】また、前記従来の実開昭６４−３０５６２
号公報記載の「複写装置」では、トナーの補給・貯蔵・
回収に関するものであり、装置の小型化を図ることはで
きるも、使用済みの現像剤をトナー収納部に戻すことは
できない。

【０００８】この発明は、上述の点に鑑みてなされたも
のであって、その目的は、現像装置内の現像剤の寿命を
引き延ばすことによる現像装置のメンテナンスの容易
化、現像剤の補給・交換の容易化、及び、現像装置の高
信頼性化（ダウンタイムの低減）、を可能とした現像装
置を提供することにある。また、本発明の目的は、現像
装置内に複雑なキャリアやトナーの供給手段、及びこれ
らの排出手段を設けること無く、上記課題を解消し得る
現像装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために、トナーとキャリアを混合してなる２成
分系現像剤を収容する現像部と、該現像部にて消費され
た現像剤量に応じて該現像部に補給される補給用現像剤
を収納する現像剤収納手段と、該現像部から余剰の現像
剤を該現像剤収納手段へ移送する余剰現像剤移送手段と
を具備する構成とする。

【００１０】ここで、本発明にあっては、上述の目的を
達成するために、その現像方式としては２成分現像方式
を用いる。また、補給する現像剤としては、トナーと共
にキャリアも同時に補給する、通称、プリミックス現像
剤と呼ばれる２成分現像剤を使用する。更に、現像部内
に収容された現像剤濃度が規定量であるか否かを検知す
る現像剤濃度検知手段、該現像剤濃度検知手段の検知信
号に応じて上記プリミックス現像剤を現像部に供給する
現像剤供給手段を有している。

【００１１】

【作用】本発明によれば、現像部内に収容された現像剤
の収容量が規定量を上回ると、この余剰現像剤が現像部
より自動的に補給用の新しい現像剤を収納する現像剤収
納手段に移送される。この現像剤収納手段は、上記現像
部に補給する新しい補給用現像剤を収納する第１の収納
部と、上記現像部から移送された余剰現像剤を収納する
第２の収納部とが、各々独立して配設され、新旧の各現
像剤が互いに混じりあうこと無く収納される。これによ
り、現像装置内に、常に一定量（規定量）且つ規定剤濃
度の現像剤が収容される。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に
説明する。図１に、本発明の現像装置の一実施例を示
す。この現像装置が搭載された画像形成装置は、周知の
電子写真プロセスにより画像形成される。

【００１３】すなわち、図１において、潜像坦持体（感
光体ドラム）１の表面には、帯電器３により均一に帯電
され、露光像２が照射されることによって静電潜像が形
成される。この静電潜像は、現像装置１００によりトナ
ー像化（顕像化）された後、図示しない転写器によって
転写紙（図示せず）上に転写される。トナー像の転写さ
れた転写された転写紙は、図示しない定着装置に送ら
れ、コピーまたはプリント物として機外のトレイ上に排
出される。一方、トナー像を転写した後の潜像坦持体１
は、図示しないクリーニング装置によって表面に付着し
た残留トナーや紙粉等の異物が除去された後、図示しな
い除電器によって残留電荷が除電される。

【００１４】本実施例における現像装置１００は、２成
分磁気ブラシ現像方式を用いた例を示している。ここ
で、現像剤１０１は、トナーとキャリアとからなる２成
分現像剤からなり、そのトナーとキャリアとの混合比率
は、通常、１．５〜５．０トナー重量％のものが用いら
れている。また、供給現像剤１０２は、現像剤１０１と
同様にトナーとキャリアとからなり、そのトナーとキャ
リアとの混合比率は、通常、７０〜９０トナー重量％の
ものが用いられている。

【００１５】現像ローラ１０３は、内部に磁石を有する
周知の現像ローラが使用されている。この現像ローラ１
０３の表面に供給される現像剤１０１は、現像剤規制部
材１０４によって、常に適正量となるように規制されて
いる。

【００１６】現像剤１０１は、現像容器１０５内で、撹
拌部材１０６，１０７、剤ガイド部材１０８、及び、剤
移送スクリュー１０９によって、撹拌されながら現像ロ
ーラ１０３へ移送・循環される。また、この現像剤１０
１の濃度（トナーとキャリアの混合比率）は、現像剤濃
度検知器１２０によって検知される。この現像剤濃度検
知器１２０としては、従来公知の、現像剤１０１の透磁
率を検知する検知器が最も知られている。

【００１７】図１において、画像形成動作（コピー，プ
リント）が複数回進行し、現像容器１０５内の現像剤濃
度が低下すると、図示しない駆動モータ等により現像剤
供給部材１１０が回転し、この現像剤供給部材１１０の
周囲の一部に設けられた溝部によって、一定量の供給現
像剤１０２が現像容器１０５内に供給され、現像容器１
０５内の現像剤１０１の濃度が、所定の規定濃度に保た
れる。ここで、貯蔵された供給現像剤１０２の現像剤供
給部材１１０への移送は、移送・撹拌部材１１１により
行われる。

【００１８】ところで、この種のプリミックス現像剤を
用いた画像形成装置では、前述したように、その画像形
成動作（コピーもしくはプリント）を繰り返し実行して
いくにつれて、その現像容器１０５内に収容されている
現像剤１０１中のトナーが逐次消費されて、この現像剤
中のキャリアの容量が次第に増大していく。このキャリ
アが増大したままの状態で、その画像形成動作が引き続
き実行されると、この現像容器１０５内のキャリアが次
第に疲労して、例えば、トナーフィルミング，破砕，キ
ャリアの表面に施されているコート被膜の破損などを生
じ、現像剤１０１の現像能力が大幅に損なわれる。

【００１９】ここで、この増大したキャリアを現像容器
１０５外に適時排出し、常に新しい現像剤（供給現像剤
１０２）を供給すれば、現像装置１００内の現像剤１０
１の現像能力を、常に所定のレベルに維持することが可
能となる。本発明は、この基本原理に基づいて、現像容
器１０５内の余剰、且つ、現像能力を損ないつつある現
像剤１０１を、現像容器１０５外に確実に排出させるこ
とのできる現像装置を提供する。

【００２０】本発明による現像装置１００では、図１に
示すように、現像容器１０５の一部に堰部（現像剤１０
１の剤位規制部）１０５ａが設けられており、現像容器
１０５内に補給された現像剤１０１の量が増大すると、
その余剰（疲労）現像剤１０１’が、この堰部１０５ａ
を乗り越え（オーバーフローして）、現像剤回収部１２
１に導かれる。

【００２１】そして、この堰部１０５ａを乗り越えた余
剰（疲労）現像剤１０１’は、現像剤回収部１２１に付
設された排出スクリュー１２２、及び、移送部材１２３
により、図３に示すように、現像剤補給容器１２４の一
部に設けられた導入孔部１２４ａを経て、現像剤収納部
材（現像剤カートリッジ）１２５の一部に設けられた余
剰現像剤収納部１２６ａ内に収納される。

【００２２】現像装置１００の現像部は、図２に示すよ
うに、現像容器１０５と、前後の現像容器側板１２７，
１２８によって支持されている。この前後の現像容器側
板１２７，１２８の間には、現像ローラ１０３、撹拌部
材１０６，１０７、剤移送スクリュー１０９が、それぞ
れ回転自在に横架支持されている。また、これらの現像
ローラ１０３、撹拌部材１０６，１０７、剤移送スクリ
ュー１０９は、それぞれ歯車にて連動回転するように連
結されており、現像駆動モータ１３０によりそれぞれ回
転駆動される。

【００２３】一方、現像剤供給部材１１０、及び、移送
・撹拌部材１１１は、補給モータ１３１により、移送・
撹拌駆動歯車１３２及びこれに噛み合う他の歯車を介し
て、それぞれ駆動される。また、排出スクリュー１２２
の駆動は、撹拌部材１０６の一方の端面（前現像容器側
板１２７の外面）に配設されたギヤ列１２２ａを介して
行われる。この排出スクリュー１２２の駆動は、専用モ
ータによって行うようにしてもよい。この排出スクリュ
ー１２２は、移送部材１２３の内部に回転自在に挿通さ
れており、その回転により移送部材１２３の内部を通し
て余剰（疲労）現像剤１０１’の回収移送を行う。

【００２４】移送・撹拌部材１１１は、図１及び図３に
示すように、現像剤収納部材１２５の内部に配設されて
いる。図２において、補給モータ１３１により移送・撹
拌駆動歯車１３２が回転されると、図３に示すように、
移送・撹拌駆動歯車１３２と同軸に付設された駆動継手
１３３が駆動される。これにより、この駆動継手１３３
と噛み合う、移送・撹拌部材１１１の端部に付設された
従動継手１３４が駆動され、移送・撹拌部材１１１が補
給現像剤１０２を補給する向きに回転される。

【００２５】現像剤収納部材１２５には、図５に示すよ
うに、余剰（疲労）現像剤１０１’を収納するための余
剰現像剤収納部１２６ａと、補給現像剤１０２を収納す
るための補給現像剤収納部１２６ｂとの２つの収納部が
それぞれ独立して設けられており、上述の移送・撹拌部
材１１１は、その補給現像剤収納部１２６ｂ内に配設さ
れている。また、この現像剤収納部材１２５の外周部の
一部には、図４に示すように、上述の余剰現像剤収納部
１２６ａに連通した導入孔部１３５と、上述の補給現像
剤収納部１２６ｂに連通した補給孔部１３６との２つの
切欠き孔がそれぞれ設けられている。

【００２６】この現像剤収納部材１２５の余剰現像剤収
納部１２６ａには、前述したように、堰部１０５ａを乗
り越えた余剰（疲労）現像剤１０１’が、現像剤回収部
１２１に付設された排出スクリュー１２２、及び、移送
部材１２３により、現像剤補給容器１２４の一部に設け
られた導入孔部１２４ａ、及び、この余剰現像剤収納部
１２６ａに連通した導入孔部１３５を経て移送収納され
る。

【００２７】一方、この現像剤収納部材１２５の補給現
像剤収納部１２６ｂに収納された補給現像剤１０２は、
移送・撹拌部材１１１の回転により、この補給現像剤収
納部１２６ｂに連通した補給孔部１３６を通して、現像
剤供給部材１１０へ移送され、この現像剤供給部材１１
０の回転によって、所定複写（プリント）量に応じて所
定量だけ現像容器１０５内に補給される。これにより、
現像容器１０５内の現像剤１０１の濃度が、所定の規定
濃度に保たれる。

【００２８】上述のように、本実施例の現像装置におけ
る余剰現像剤収納部１２６ａと補給現像剤収納部１２６
ｂとは、１つの現像剤収納部材１２５に一体化されて設
けられている。また、この現像剤収納部材１２５は、そ
の補給現像剤収納部１２６ｂ内に収納されている補給現
像剤１０２が無くなったときには、現像剤補給容器１２
４から、この現像剤収納部材１２５を現像装置１００の
手前側に引き出し、新たな現像剤収納部材１２５と交換
される。従って、本実施例の現像装置では、この現像剤
収納部材１２５の交換により、その現像部より回収され
た余剰（疲労）現像剤１０１’も機外に一緒に取り出さ
れることになる。

【００２９】ところで、カラー画像形成装置では、一般
に、複数の現像装置を必要とし、且つ、その複写（また
はプリント）すべき原稿の画像占有面積（絵柄の面積）
が大きく、通常の白黒画像のみを形成する装置と比較し
て、そのトナーの消費量が非常に多い。従って、この種
のカラー画像形成装置では、その排出すべき余剰（疲
労）現像剤の種類及び排出量も多くなるので、このよう
なカラー画像形成装置に、本発明の現像装置を使用すれ
ば、その構造上及び作像プロセス上において、より効果
的、且つ、有効となる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、請求項１では、現像装
置のメンテナンスの容易化、及び、高信頼性化（ダウン
タイムの低減）を図ることができると共に、現像剤の補
給・交換を容易化でき、また、安定した現像特性を維持
できる。

【００３１】請求項２では、請求項１記載の効果に加
え、現像（剤）特性の経時的な安定維持が可能となると
ともに、新旧現像剤の入れ替えを確実に行うことができ
る。

【００３２】請求項３では、請求項１記載の効果に加
え、現像（剤）特性の経時的な安定維持が可能となる。

【００３３】請求項４では、請求項１記載の効果に加
え、現像剤収納手段が簡素化され、画像形成装置及び現
像装置の簡素化が可能となるとともに、新旧現像剤の混
合を防止でき、且つ、現像剤の補給及び回収を容易化で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の一実施例を示す概略断面図
である。

【図２】本発明の現像装置の概略斜視図である。

【図３】本発明の現像装置における現像剤収納部の概略
斜視図である。

【図４】本発明の現像装置における現像剤収納部材の概
略斜視図である。

【図５】本発明の現像装置における現像剤収納部材の概
略断面図である。

【符号の説明】

１ 潜像坦持体（感光体ドラム） ２ 露光像 ３ 帯電器 １００ 現像装置 １０１ 現像剤 １０１’ 余剰（疲労）現像剤 １０２ 補給現像剤 １０３ 現像ローラ １０４ 現像剤規制部材 １０５ 現像容器 １０５ａ 堰部 １０６，１０７ 撹拌部材 １０８ 剤ガイド部材 １０９ 剤移送スクリュー １１０ 現像剤供給部材 １１１ 移送・撹拌部材 １２０ 現像剤濃度検知器 １２１ 現像剤回収部 １２２ 排出スクリュー １２３ 移送部材 １２４ 現像剤補給容器 １２５ 現像剤収納部材 １２６ａ 余剰現像剤収納部 １２６ｂ 補給現像剤収納部 １２７ 前現像容器側板 １２８ 後現像容器側板 １３０ 現像駆動モータ １３１ 補給モータ １３２ 移送・撹拌駆動歯車 １３３ 駆動継手 １３４ 従動継手 １３５ 導入孔部 １３６ 補給孔部

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１４年７月２５日（２００２．７．２
５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００２】

【従来の技術】複写機やプリンタなどの電子写真方式を
用いた画像形成装置の現像装置の一種に、潜像担持体上
に形成された潜像を可視像化するための現像剤として、
トナーとキャリアを混合してなる、通称、プリミックス
現像剤（２成分現像剤）を使用する現像装置が知られて
いる。この種の現像装置では、周知のように、潜像担持
体上に形成された潜像の画像形成動作（コピーもしくは
プリント）を繰り返し実行していくにつれて、その現像
部内に収容されている現像剤中のトナーが逐次消費され
るため、この現像剤中のキャリアの容量が次第に増大し
ていく。また、この種の現像装置では、上述のようにキ
ャリアが増大したままの状態で、その画像形成動作が引
き続き実行されると、この現像装置内のキャリアが次第
に疲労して、例えば、トナーフィルミング，破砕，キャ
リアの表面に施されているコート被膜の破損などを生
じ、その現像剤の現像能力が大幅に低下する。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】すなわち、図１において、潜像担持体（感
光体ドラム）１の表面には、帯電器３により均一に帯電
され、露光像２が照射されることによって静電潜像が形
成される。この静電潜像は、現像装置１００によりトナ
ー像化（顕像化）された後、図示しない転写器によって
転写紙（図示せず）上に転写される。トナー像の転写さ
れた転写紙は、図示しない定着装置に送られ、コピーま
たはプリント物として機外のトレイ上に排出される。一
方、トナー像を転写した後の潜像担持体１は、図示しな
いクリーニング装置によって表面に付着した残留トナー
や紙粉等の異物が除去された後、図示しない除電器によ
って残留電荷が除電される。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】符号の説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【符号の説明】 １ 潜像担持体（感光体ドラム） ２ 露光像 ３ 帯電器 １００ 現像装置 １０１ 現像剤 １０１’ 余剰（疲労）現像剤 １０２ 補給現像剤 １０３ 現像ローラ １０４ 現像剤規制部材 １０５ 現像容器 １０５ａ 堰部 １０６，１０７ 撹拌部材 １０８ 剤ガイド部材 １０９ 剤移送スクリュー １１０ 現像剤供給部材 １１１ 移送・撹拌部材 １２０ 現像剤濃度検知器 １２１ 現像剤回収部 １２２ 排出スクリュー １２３ 移送部材 １２４ 現像剤補給容器 １２５ 現像剤収納部材 １２６ａ 余剰現像剤収納部 １２６ｂ 補給現像剤収納部 １２７ 前現像容器側板 １２８ 後現像容器側板 １３０ 現像駆動モータ １３１ 補給モータ １３２ 移送・撹拌駆動歯車 １３３ 駆動継手 １３４ 従動継手 １３５ 導入孔部 １３６ 補給孔部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナーとキャリアを混合してなる２成分系
   現像剤を収容する現像部と、該現像部にて消費された現
   像剤量に応じて該現像部に補給される補給用現像剤を収
   納する現像剤収納手段と、該現像部から余剰の現像剤を
   該現像剤収納手段へ移送する余剰現像剤移送手段とを具
   備することを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】上記現像部の現像剤中のトナーとキャリア
   の比率変化を検知して信号を発する現像剤濃度検知手段
   と、該信号により定量のトナーとキャリアを混合してな
   る現像剤を補給する現像剤補給手段と、上記現像部に所
   定の画像形成量に応じて所定量の現像剤を排出する現像
   剤排出手段とを具備することを特徴とする請求項１記載
   の現像装置。
3. 【請求項３】上記現像部内の現像剤のトナーとキャリア
   との混合比が、１．５〜５．０トナー重量％であり、上
   記補給用現像剤のトナーとキャリアとの混合比が、７０
   〜９０トナー重量％であることを特徴とする請求項１記
   載の現像装置。
4. 【請求項４】上記現像剤収納手段は、上記現像部に補給
   する新しい補給用現像剤を収納する第１の収納部と、上
   記現像部から移送された余剰現像剤を収納する第２の収
   納部とが、各々独立して配設されていることを特徴とす
   る請求項１記載の現像装置。