JP2008145875A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２成分現像剤表面に補給されたトナーを直ちに攪拌して、トナーを２成分現像剤に速やかに均一に混入させることが可能な現像装置を提供する。
【解決手段】トナーの補給口１８直下から僅かに離間した位置にパドル２３の一端が位置しているので、トナーが補給口１８からパドル２３の一端近傍に落下することになる。パドル２３が回転すると、パドル２３の各羽２３ａにより２成分現像剤表面のトナーがその近傍の２成分現像剤と共に一旦汲み上げられ、引き続いてパドル２３の各羽２３ａからトナー及び２成分現像剤が落下し、２成分現像剤表面に落下するときの衝撃によりトナー隗が解される。パドル２３の回転動作に伴い、トナー及び２成分現像剤の汲み上げと落下が繰り返されて、トナー隗が解されつつ、２成分現像剤表面のトナーが直接攪拌される。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられ、トナーを潜像担持体に供給して、トナーにより潜像担持体上の静電潜像を現像する現像装置に関する。

一般に、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置においては、静電潜像を感光体上に形成し、トナーにより感光体上の静電潜像を現像して、感光体上にトナー像を形成し、トナー像を感光体から記録用紙に転写し、記録用紙を加熱及び加圧して、トナー像を記録用紙上に定着させている。

静電潜像を現像する現像装置としては、トナーとキャリアを混合してなる２成分現像剤を用いるものがある。この現像装置では、２成分現像剤を現像容器に収容しておき、２成分現像剤を現像容器から感光体に供給して、２成分現像剤のトナーにより感光体上の静電潜像を現像する。また、２成分現像剤のトナーの消費に伴い、２成分現像剤のトナー濃度が低下するので、トナーを補給して、トナー濃度を略一定に保つ様にしている。

一方、トナーを２成分現像剤に補給したときには、トナーを２成分現像剤に速やかに均一に混入させねばならず、トナーの混入が遅れると、２成分現像剤のトナー濃度にムラが生じ、これが画像品質の劣化の原因となる。

このため、特許文献１、２では、トナー補給箇所の下方位置でマグネットローラを２成分現像剤中に埋設し、マグネットローラ周囲に生じる回転磁気ブラシの攪拌混合作用により、トナーを２成分現像剤に混合している。
特開２００１−１１７３６８号公報 特開２００１−１８８４０８号公報

ところで、近年、高画質化のためにトナー粒子の径がより小さくされたり、トナー粒子の形状がより真球に近づけられており、トナーの流動性が高くなっている。

しかしながら、トナーの流動性が高くなると、２成分現像剤表面にトナーを落下させて補給しても、トナーが２成分現像剤表面で上滑りしてしまい、トナーの混入が速やかに進行せず、２成分現像剤のトナー濃度にムラが生じたり、トナーの帯電不良が生じることがあり、画像品質が劣化する。

特許文献１、２では、マグネットローラを用いて、トナーの混入を促進しているが、マグネットローラを２成分現像剤中に埋設しているので、２成分現像剤表面に補給されたトナーを直接攪拌することができず、このために２成分現像剤表面でのトナーの上滑り状態が直ちに解消されず、トナーの混入が遅れてしまった。

そこで、本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、２成分現像剤表面に補給されたトナーを直ちに攪拌して、トナーを２成分現像剤に速やかに均一に混入させることが可能な現像装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、トナーとキャリアを含む２成分現像剤を潜像担持体に供給して、２成分現像剤のトナーにより潜像担持体上の潜像を可視化し、２成分現像剤のトナーの消費に伴い、トナーを２成分現像剤に補給する現像装置において、前記トナーが補給される２成分現像剤表面箇所の近傍で、２成分現像剤を汲み上げて落下させるトナー攪拌手段を備えている。

前記トナー攪拌手段は、前記トナーの補給動作に連動している。

前記トナー攪拌手段は、回転動作するパドルである。

前記トナー攪拌手段は、電磁石である。

前記電磁石は、複数である。

前記トナー攪拌手段は、回転動作するスリーブと、該スリーブ内に設けられた磁石とを備えている。

前記トナーの平均円形度は、０．９５５以上である。

この様な本発明によれば、トナー攪拌手段は、トナーが補給される２成分現像剤表面箇所の近傍に設けられているので、２成分現像剤表面に補給されたトナーを直接攪拌することができる。これにより、トナーが２成分現像剤に速やかに均一に混入され、トナーの帯電が良好に行われ、画像品質を維持することができる。

また、トナー攪拌手段をトナーの補給動作に連動させているので、トナー攪拌手段による無駄な攪拌が行われることがなく、無駄な攪拌を原因とするトナーの劣化を招くことがなく、また消費電力の節減を図ることができる。

例えば、トナー攪拌手段が回転動作するパドルである。この場合は、パドルにより２成分現像剤表面に補給されたトナーがその近傍の２成分現像剤と共に一旦汲み上げられて落下させられる。パドルの回転動作に伴い、トナー及び２成分現像剤の汲み上げと落下が繰り返されて、トナーが２成分現像剤表面に落下するときの衝撃によりトナー塊が解され、かつ２成分現像剤表面のトナーが直接攪拌される。また、パドルの回転速度を調節することにより、トナー並びに２成分現像剤の落下位置や攪拌量を変更することができる。例えば、高湿度環境において２成分現像剤の流動性が低くなっているときに、パドルの回転速度を高くして、トナー並びに２成分現像剤の落下位置や攪拌量を変更し、トナーの混入を遅らせない様にする。

また、トナー攪拌手段が電磁石である。２成分現像剤のキャリアが磁性体であることから、電磁石の磁力により２成分現像剤表面に補給されたトナーをその近傍の２成分現像剤と共に吸引し汲み上げることができ、引き続いて電磁石の消勢によりトナー並びに２成分現像剤を落下させることができる。従って、電磁石の駆動制御により、トナー及び２成分現像剤の汲み上げと落下を繰り返させて、トナー塊を解したり、２成分現像剤表面のトナーを直接攪拌することができる。また、電磁石の磁力強度を調節することにより、トナー並びに２成分現像剤の落下位置や攪拌量を変更することができる。例えば、２成分現像剤の流動性が低くなる程、電磁石の磁力強度を上げて、より多くのトナー並びに２成分現像剤を吸引し汲み上げて広い範囲で落下させれば、トナーの混入をより速やかに行うことができる。

あるいは、複数の電磁石を設けても良い。この場合は、各電磁石をそれぞれ駆動制御することにより、トナーの落下位置等を調節することができる。例えば、各電磁石を対向配置し、トナー補給口の両側から均等に２成分現像剤の吸引汲み上げと落下を繰り返せば、トナーの偏りを防止することができる。また、各電磁石の付勢タイミングや磁極を交互に変更すれば、トナーの攪拌効果を更に向上させることができる。

また、トナー攪拌手段は、回転動作するスリーブと該スリーブ内に設けられた磁石とからなる。この場合は、スリーブ内の磁石の一方の磁極によりトナー及び２成分現像剤が該スリーブ表面に吸引され、引き続いてスリーブの回転に伴いスリーブ内の磁石の他方の磁極位置までスリーブ表面のトナー並びに２成分現像剤が到達すると、この磁石の他方の磁極によりトナー及び２成分現像剤が突き放されて広い範囲で落下する。従って、スリーブの回転に伴い、トナー及び２成分現像剤の汲み上げと落下が繰り返されて、トナー塊が解されたり、２成分現像剤表面のトナーが直接攪拌される。また、スリーブの回転速度を調節することにより、トナー並びに２成分現像剤の落下位置や攪拌量を変更することができる。

また、トナーの平均円形度が０．９５５以上である。この場合は、トナーの流動性が高く、２成分現像剤表面でトナーが上滑りするので、本願発明のトナー攪拌手段が極めて有効となる。仮に、トナーの平均円形度が低ければ、トナーの流動性も低く、２成分現像剤表面でトナーが殆ど上滑りせず、トナーが２成分現像剤に徐々に混入して行く。すなわち、トナーの平均円形度が０．９５５以上の場合に、本願発明の効果が顕著にあらわれる。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の現像装置の第１実施形態を上方から見て概略的に示す平面図であり、図２は、本実施形態の現像装置を側方から見て示す断面図である。

本実施形態の現像装置１は、トナー及びキャリアを含む２成分現像剤を収容する現像容器２を有しており、現像容器２内で２成分現像剤を攪拌搬送しつつ、２成分現像剤のトナーを摩擦帯電させ、この帯電したトナーを現像ローラ３外周面に付着させて現像ローラ３と感光体ドラム４間の現像領域Ｄへと搬送し、この帯電したトナーにより感光体ドラム４上の静電潜像を現像する。

現像容器２の底には、第１及び第２現像剤経路１１、１２を並設して、該各現像剤経路１１、１２を仕切り壁１３により仕切り、該各現像剤経路１１、１２の両側をそれぞれの開口部１４、１５を介して接続し、第１現像剤経路１１の延長先にトナー補給経路１６を設けている。また、第１及び第２現像剤経路１１、１２に第１及び第２スクリュー軸２１、２２を配置し、トナー補給経路１６まで第１スクリュー軸２１を延長して配置している。

第１及び第２スクリュー軸２１、２２は、回転軸の外周にらせん状羽２１ａ、２２ａを設けたものである。

ここで、トナーとキャリアを混合してなる２成分現像剤を第１及び第２現像剤経路１１、１２に収容し、第１及び第２スクリュー軸２１、２２を回転させて、第１及び第２スクリュー軸２１、２２により２成分現像剤を搬送すると、２成分現像剤が第１現像剤経路１１→開口部１４→第２現像剤経路１２→開口部１５→第１現像剤経路１１という循環搬送経路で繰り返し循環搬送される。そして、２成分現像剤のトナーは、循環搬送過程で感光体ドラム４表面の静電潜像とは逆極性に摩擦帯電され、第２現像剤経路１２と平行に配置された現像ローラ３外周面に付着して現像領域Ｄへと搬送され、感光体ドラム４上の静電潜像に付着して、静電潜像を現像する。

現像容器２内の２成分現像剤は、通常、トナーの重量比が数％程度に設定される。キャリアは、磁性を有する粒子の表面を、帯電性を制御したりトナーの粘着を抑制する樹脂コート層で被覆したものである。あるいは、この代わりに、樹脂粒子中に磁性体微粉末を分散させた樹脂キャリア等を用いることもできる。

現像ローラ３は、棒状の多極着磁のマグネットを固定し、多極着磁のマグネット周りに非磁性体（アルミニウム合金やステンレス鋼等）のスリーブを回転自在に支持したものであり、スリーブを回転させながら、マグネットの磁力により２成分現像剤をスリーブ外周に吸着して担持する。

スリーブの回転に伴い、層厚規制部材１７によりスリーブ外周の２成分現像剤の層厚が規制されてから、スリーブ外周の２成分現像剤層が該スリーブと感光体ドラム４間の現像領域Ｄへと搬送される。

一方、現像容器２には、図２に示す様に、現像容器２内のトナー濃度を検出するトナー濃度センサ（図示せず）が設けられている。

このトナー濃度センサは、透磁率センサであって、現像容器２内を搬送される２成分現像剤に接触して透磁率を検出している。この検出された透磁率からキャリアに対するトナーの比率が求められる。例えば、トナー濃度センサに対峙している２成分現像剤中におけるキャリア量が少ないとトナー濃度が高いと検出され、トナー濃度センサに接触するキャリア量が多いと、トナー濃度が低いと検出される。そして、このトナー濃度センサの検出信号は、図示しない制御装置に出力され、この検出信号に基づいて現像容器２内にトナーが補給される。

静電潜像の現像が繰り返されて、２成分現像剤のトナーが消費されると、トナー濃度が低くなるので、トナーがトナーカートリッジ（図示せず）から補給口１８を通じてトナー補給経路１６へと補給される。このトナーは、トナー補給経路１６内の２成分現像剤と攪拌混合されつつ、トナー補給経路１６内で回転する第１スクリュー軸２１により第１現像剤経路１１へと搬送されて行き、更に先に述べた循環搬送経路で繰り返し循環搬送される。これにより、２成分現像剤のトナー濃度が元に戻される。

ところで、トナー粒子の径がより小さくされたり、トナー粒子の形状がより真球に近づけられると、トナーの流動性が高くなる。特に、トナーの平均円形度が０．９５５以上になると、トナーの流動性が極めて高くなり、トナーを補給口１８を通じてトナー補給経路１６内の２成分現像剤表面に落下させて補給しただけでは、トナーが２成分現像剤表面で上滑りしてしまい、トナーの混入が速やかに進行せず、２成分現像剤のトナー濃度にムラが生じたり、トナーの帯電不良が生じることがあり、画像品質が劣化する。

そこで、本実施形態では、トナー補給経路１６にパドル２３を設けて配置し、２成分現像剤表面に落下したトナーを直接攪拌して、トナーを２成分現像剤に速やかに均一に混入させている。

パドル２３は、その回転軸周りに複数の羽板２３ａを放射状に固定支持したものであり、その両端を軸支されて回転駆動される。また、パドル２３は、第１スクリュー軸２１と平行に配置され、かつトナーの補給口１８直下から僅かに離間した位置に該パドル２３の一端が位置する様に配置されている。更に、パドル２３は、その略上側半分がトナー補給経路１６内の２成分現像剤表面から突出し、その略下側半分が該２成分現像剤表面の下に埋もれる様に配置されている。

トナーの補給が行われないときには、パドル２３が停止状態にされており、パドル２３による攪拌が行われない。これにより、無駄な攪拌を原因とするトナーの劣化を招くことがなく、また消費電力の節減を図ることができる。

トナーが補給口１８を通じてトナー補給経路１６内の２成分現像剤表面に落下されて補給されたときには、パドル２３の回転駆動が開始されて、パドル２３により２成分現像剤表面に落下したトナーが直接攪拌される。

図３（ａ）〜（ｄ）は、パドル２３による攪拌過程を示している。トナーの補給口１８直下から僅かに離間した位置にパドル２３の一端が位置しているので、トナーが補給口１８からパドル２３の一端近傍に落下することになる。パドル２３が回転すると、図３（ａ）に示す様にパドル２３の各羽２３ａにより２成分現像剤表面に落下してきたトナーがその近傍の２成分現像剤と共に一旦汲み上げられ、引き続いて図３（ｂ）、（ｃ）に示す様に一旦汲み上げられたトナー及び２成分現像剤が次に補給されて来たトナー上に落下して降りかかり、図３（ｄ）に示す様に２成分現像剤が降りかかるときの衝撃によりトナー隗が解される。パドル２３の回転動作に伴い、トナー及び２成分現像剤の汲み上げと落下が繰り返されて、トナー隗が解されつつ、２成分現像剤表面のトナーが直接攪拌される。

こうしてトナー補給経路１６内でトナーと２成分現像剤が略攪拌混合された後に、トナー補給経路１６内の２成分現像剤が第１スクリュー軸２１により第１現像剤経路１１へと搬送されて行き、更に先に述べた循環搬送経路で繰り返し循環搬送されて、２成分現像剤の混合がより促進される。これにより、補給されたトナーが２成分現像剤中に速やかに均一に混入され、２成分現像剤のトナー濃度が元に戻され、またトナーの帯電が良好に行われ、画像品質を維持することができる。

パドル２３の回転速度は、一定に保持しても良いし、調節可能にしても良い。パドル２３の回転速度を調節する場合は、トナー並びに２成分現像剤の落下位置や攪拌量を変更することができる。例えば、高湿度環境において２成分現像剤の流動性が低くなっているときには、パドル２３の回転速度を高くして、トナー並びに２成分現像剤の落下位置や攪拌量を変更し、トナーの混入を遅らせない様にする。

次に、本発明の現像装置の第２実施形態を説明する。図４は、本実施形態の現像装置１Ａを側方から見て示す断面図である。

本実施形態の現像装置１Ａでは、図１及び図２に示すパドル２３の代わりに、マグネットローラ２５を用いている。マグネットローラ２５は、非磁性体（アルミニウム合金やステンレス鋼等）のスリーブ２５ａと、スリーブ２５ａ内側に重ねて設けられた３つの棒状磁石２５ｂ、２５ｃ、２５ｄとを備えている。スリーブ２５ａは、その両端を回転可能に軸支されて、回転駆動される。上側の１つの棒磁石２５ｂは第１スクリュー軸２１に向く側をＮ極に着磁され、また下側の２つの棒状磁石２５ｃ、２５ｄは第１スクリュー軸２１に向く側をＳ極に着磁されている。

マグネットローラ２５は、パドル２３と同様に、第１スクリュー軸２１と平行に配置され、かつトナーの補給口１８直下から僅かに離間した位置に該マグネットローラ２５の一端近傍が位置する様に配置されている。更に、マグネットローラ２５は、その略上側半分がトナー補給経路１６内の２成分現像剤表面から突出し、その略下側半分が該２成分現像剤表面の下に埋もれる様に配置されている。

トナーの補給が行われないときには、マグネットローラ２５のスリーブ２５ａが停止されており、マグネットローラ２５による攪拌が行われない。

トナーが補給口１８を通じてトナー補給経路１６内の２成分現像剤表面に落下されて補給されたときには、スリーブ２５ａの回転駆動が開始されて、２成分現像剤表面に落下したトナーが直接攪拌される。

図５（ａ）〜（ｄ）は、マグネットローラ２５による攪拌過程を示している。トナーが補給口１８から補給されると、このトナーがマグネットローラ２５の一端近傍に落下する。このとき、図５（ａ）、（ｂ）に示す様にマグネットローラ２５のスリーブ２５ａの回転駆動が開始されると、２成分現像剤のキャリアが磁性体であることから、スリーブ２５ａ内の下側２つの棒状磁石２５ｃ、２５ｄのＳ極により２成分現像剤表面のトナーがその近傍の２成分現像剤と共にスリーブ２５ａ表面に吸引されて汲み上げられ、引き続いて図５（ｃ）に示す様にスリーブ２５ａが更に回転すると、スリーブ２５ａ表面に吸引されたトナー及び２成分現像剤がスリーブ２５ａ内の上側１つの棒状磁石２５ｂのＮ極により突き放されて広い範囲で降りかかり、図５（ｄ）に示す様に２成分現像剤が降りかかるときの衝撃によりトナー隗が解される。スリーブ２５ａの回転に伴い、トナー及び２成分現像剤の汲み上げと落下が繰り返されて、トナー隗が解されつつ、２成分現像剤表面のトナーが直接攪拌される。

更に、トナー補給経路１６内の２成分現像剤が第１スクリュー軸２１により第１現像剤経路１１へと搬送されて行き、循環搬送経路で繰り返し循環搬送されて、２成分現像剤の混合がより促進される。これにより、補給されたトナーが２成分現像剤中に速やかに均一に混入される。

スリーブ２５ａの回転速度を調節することにより、トナー並びに２成分現像剤の落下位置や攪拌量を変更することができる。

尚、上側の１つの棒磁石２５ａを第１スクリュー軸２１に向く側でＳ極に着磁し、また下側の２つの棒状磁石２５ｃ、２５ｄを第１スクリュー軸２１に向く側でＮ極に着磁していても構わない。

次に、本発明の現像装置の第３実施形態を説明する。図６は、本実施形態の現像装置１Ｂを側方から見て示す断面図である。

本実施形態の現像装置１Ｂでは、図１及び図２に示すパドル２３の代わりに、電磁石２４を用いている。電磁石２４は、パドル２３と同様に、第１スクリュー軸２１と平行に配置され、かつトナーの補給口１８直下から僅かに離間した位置に該電磁石２４の一端が位置する様に配置されている。また、電磁石２４は、その略上側半分がトナー補給経路１６内の２成分現像剤表面から突出し、その略下側半分が該２成分現像剤表面の下に埋もれる様に配置されている。

トナーの補給が行われないときには、電磁石２４が消勢されており、電磁石２４による攪拌が行われない。

トナーが補給口１８を通じてトナー補給経路１６内の２成分現像剤表面に落下されて補給されたときには、電磁石２４の付勢制御が開始されて、２成分現像剤表面に落下したトナーが直接攪拌される。

図７（ａ）〜（ｄ）は、電磁石２４による攪拌過程を示している。トナーの補給口１８直下から僅かに離間した位置に電磁石２４の一端が位置しているので、トナーが補給口１８から電磁石２４の一端近傍に落下することになる。電磁石２４が付勢されると、２成分現像剤のキャリアが磁性体であることから、図７（ａ）、（ｂ）に示す様に電磁石２４の磁力により２成分現像剤表面に落下してきたトナーがその近傍の２成分現像剤と共に吸引して汲み上げられ、引き続いて図７（ｃ）に示す様に電磁石２４の消勢によりトナー並びに２成分現像剤が次に落下してきたトナーに降りかかり、図７（ｄ）に示す様に成分現像剤が降りかかるときの衝撃によりトナー隗が解される。電磁石２４の付勢及び消勢の繰り返しにより、トナー及び２成分現像剤の汲み上げと落下が繰り返されて、トナー隗が解されつつ、２成分現像剤表面のトナーが直接攪拌される。

更に、トナー補給経路１６内でトナーと２成分現像剤が略攪拌混合されてから、トナー補給経路１６内の２成分現像剤が第１スクリュー軸２１により第１現像剤経路１１へと搬送されて行き、循環搬送経路で繰り返し循環搬送されて、２成分現像剤の混合がより促進される。これにより、補給されたトナーが２成分現像剤中に速やかに均一に混入され、２成分現像剤のトナー濃度が元に戻され、またトナーの帯電が良好に行われる。

電磁石２４の磁力強度を調節することにより、トナー並びに２成分現像剤の落下位置や攪拌量を変更することができる。例えば、２成分現像剤の流動性が低くなる程、電磁石２４の磁力強度を上げて、より多くのトナー並びに２成分現像剤を吸引し汲み上げて広い範囲で落下させれば、トナーの混入を遅らさせずに済む。

また、トナー補給経路１６において、一対の電磁石２４を第１スクリュー軸２１を介在させて対向配置しても良い。この場合は、各電磁石２３の中央でトナー並びに２成分現像剤の吸引汲み上げと落下を繰り返すことができ、トナーの落下位置が第１スクリュー軸２１上に特定されて、第１スクリュー軸２１によるトナーと２成分現像剤の攪拌及び混合が効率的に行われる。また、各電磁石２４の付勢タイミングや磁極を交互に変更すれば、トナーの攪拌効果を更に向上させることができる。

次に、上記第１乃至第３実施形態の現像装置及び従来の現像装置別に、トナーが補給されてから２成分現像剤に均一に混入されるまでのトナー濃度の変化を実験で測定し、この実験結果を図８乃至図１１のそれぞれの図表及びグラフに表したので、これらの図表及びグラフを参照しつつ、実験結果を説明する。

図８、図９、及び図１０は、第１、第２、及び第３実施形態の現像装置におけるトナー濃度の変化を示すそれぞれの図表及びグラフである。また、図１１は、従来の現像装置におけるトナー濃度の変化を示す図表及びグラフである。

この実験では、図１の第１現像剤経路１１においてトナー補給経路１６から順次離れた３つの測定箇所Ｒ、Ｃ、Ｆ及び現像ローラ３中央の測定箇所ＭＧ−Ｃを設定し、これらの測定箇所Ｒ、Ｃ、Ｆ、ＭＧ−Ｃにそれぞれのトナー濃度センサを設け、トナーの補給開始時点を０秒とし、この補給時点及び該補給時点から５秒の時間間隔毎に、各測定箇所Ｒ、Ｃ、Ｆ、ＭＧ−Ｃでのトナー濃度を検出して、この測定結果を図表及びグラフに示している。

トナーは、その平均円形度が０．９５５を若干上回る程度のものである。また、トナー濃度の目標値が４．５〜５．０％の範囲で設定され、トナーの１回の補給により２成分現像剤の１％重量相当のトナーが補給されるものとする。

図８乃至図１１の図表及びグラフに示す様に、トナーの補給時点では、各測定箇所Ｒ、Ｃ、Ｆ、ＭＧ−Ｃの２成分現像剤中のトナー濃度が一致している。そして、トナーの補給時点直後に各測定箇所Ｒ、Ｃ、Ｆ、ＭＧ−Ｃのトナー濃度にバラツキが生じ、この後の時間の経過に伴いトナーが２成分現像剤に混入されて行って、各測定箇所Ｒ、Ｃ、Ｆ、ＭＧ−Ｃのトナー濃度が徐々に一定値へと収束している。

図８乃至図１０の図表及びグラフから明らかな様に、第１乃至第３実施形態の現像装置では、トナーが２成分現像剤表面に補給されると、パドル２３、電磁石２４、及びマグネットローラ２５のいずれかにより２成分現像剤表面のトナーが直接攪拌されるので、各測定箇所Ｒ、Ｃ、Ｆ、ＭＧ−Ｃのトナー濃度のバラツキが抑えられ、トナーの補給時点から７０秒経過後には各測定箇所のトナー濃度が略一定値に収束している。

これに対して図１１の図表及びグラフから明らかな様に、従来の現像装置では、トナーが２成分現像剤表面に補給されても、第１スクリュー軸２１のみによりトナーの攪拌が行われ、２成分現像剤表面のトナーが直接攪拌されることはないので、各測定箇所Ｒ、Ｃ、Ｆ、ＭＧ−Ｃのトナー濃度に大きなバラツキが生じ、各測定箇所のトナー濃度が略一定値に収束するまでに９０秒を要している。

従って、第１乃至第３実施形態の現像装置では、従来の現像装置と比較して、トナーが２成分現像剤中により速やかに均一に混入されているといえる。

次に、上記第１実施形態の現像装置１及び従来の現像装置別に、平均円形度が０．９７２という真球に近いトナーを用い、このトナーが補給されてから２成分現像剤に均一に混入されるまでのトナー濃度の変化を実験で測定し、この実験結果を図１２乃至図１３のそれぞれの図表及びグラフに表したので、これらの図表及びグラフを参照しつつ、実験結果を説明する。

この実験でも、トナー濃度の目標値が４．５〜５．０％の範囲で設定され、トナーの１回の補給により２成分現像剤の１％重量相当のトナーが補給されるものとする。

図１２の図表及びグラフから明らかな様に、第１実施形態の現像装置１では、パドル２３により２成分現像剤表面のトナーが直接攪拌されるので、各測定箇所Ｒ、Ｃ、Ｆ、ＭＧ−Ｃのトナー濃度のバラツキが抑えられ、トナーの補給時点から８０秒経過後には各測定箇所のトナー濃度が略一定値に収束している。

これに対して図１３の図表及びグラフから明らかな様に、従来の現像装置では、トナーが２成分現像剤表面に補給されても、２成分現像剤表面のトナーが直接攪拌されることはないので、各測定箇所Ｒ、Ｃ、Ｆ、ＭＧ−Ｃのいずれにおいても、トナー濃度に大きなバラツキが生じ、トナー濃度が略一定値に収束するまでに１００秒以上を要している。

従って、平均円形度が０．９７２というトナーを用いる場合は、２成分現像剤表面のトナーを直接攪拌することによる効果が顕著にあらわれているといえる。

ここで、図８乃至図１１の実験では平均円形度が０．９５５を若干上回るトナーを用い、また図１２及び図１３の実験では平均円形度が０．９７２という真球に近いトナーを用いている。これらの実験から明らかな様に、平均円形度が０．９５５以上のトナーを用いる場合は、本発明の効果が顕著にあらわれている。

尚、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、多様に変形することができる。例えば、第１スクリュー軸２１の真上にトナーの補給口１８を位置決めしているが、パドル２３、電磁石２４、及びマグネットローラ２５の真上にトナーの補給口１８を位置決めしても良く、トナーの補給口１８の位置を適宜に変更しても構わない。

また、パドル２３、電磁石２４、及びマグネットローラ２５を用いる代わりに、他の方法により２成分現像剤表面のトナーを直接攪拌しても良い。

本発明の現像装置の第１実施形態を上方から見て概略的に示す平面図である。 図１の現像装置を側方から見て示す断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、図１の現像装置のパドルによる攪拌過程を示す図である。 第２実施形態の現像装置を側方から見て示す断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、図４の現像装置のマグネットスリーブによる攪拌過程を示す図である。 第３実施形態の現像装置を側方から見て示す断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、図６の現像装置の電磁石による攪拌過程を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は、第１実施形態の現像装置におけるトナー濃度の変化を示す図表及びグラフである。 （ａ）及び（ｂ）は、第２実施形態の現像装置におけるトナー濃度の変化を示す図表及びグラフである。 （ａ）及び（ｂ）は、第３実施形態の現像装置におけるトナー濃度の変化を示す図表及びグラフである。 （ａ）及び（ｂ）は、従来の現像装置におけるトナー濃度の変化を示す図表及びグラフである。 （ａ）及び（ｂ）は、第１実施形態の現像装置において平均円形度が０．９７２のトナーを用いたときのトナー濃度の変化を示す図表及びグラフである。 （ａ）及び（ｂ）は、従来の現像装置において平均円形度が０．９７２のトナーを用いたときのトナー濃度の変化を示す図表及びグラフである。

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ 現像装置
２ 現像容器
３ 現像ローラ
４ 感光体ドラム
１１ 第１現像剤経路
１２ 第２現像剤経路
１３ 仕切り壁
１４、１５ 開口部
１６ トナー補給経路
１７ 層厚規制部材
１８ トナーの補給口
２１ 第１スクリュー軸
２２ 第２スクリュー軸
２３ パドル
２４ 電磁石
２５ マグネットローラ

Claims (7)

1. トナーとキャリアを含む２成分現像剤を潜像担持体に供給して、２成分現像剤のトナーにより潜像担持体上の潜像を可視化し、２成分現像剤のトナーの消費に伴い、トナーを２成分現像剤に補給する現像装置において、
   前記トナーが補給される２成分現像剤表面箇所の近傍で、２成分現像剤を汲み上げて落下させるトナー攪拌手段を備えることを特徴とする現像装置。
2. 前記トナー攪拌手段は、前記トナーの補給動作に連動することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記トナー攪拌手段は、回転動作するパドルであることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
4. 前記トナー攪拌手段は、電磁石であることを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
5. 前記電磁石は、複数であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
6. 前記トナー攪拌手段は、回転動作するスリーブと、該スリーブ内に設けられた磁石とを備えることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
7. 前記トナーの平均円形度は、０．９５５以上であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。

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