JP3447251B2 - 二成分系現像剤用現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンター、
ファクシミリなどの電子写真装置に使用される現像装置
に関するものであり、特に二成分系現像剤を用いて感光
体上に形成された静電像の現像を行う現像装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】複写機に代表される電子写真装置におい
ては、感光体ドラム表面を一様に帯電し、画像露光によ
り感光体ドラム表面に原稿像に対応する静電潜像を形成
し、次いで現像剤により該静電潜像を現像して感光体ド
ラム表面にトナー像を形成し、このトナー像を感光体ド
ラム表面から紙等の転写材上に転写し、転写されたトナ
ー像を熱、圧力等により定着させることによって、画像
の形成が行われる。

【０００３】このような電子写真装置において、静電像
の現像に用いる現像剤としては、磁性キャリヤとトナー
とから成る二成分系現像剤が広く使用されており、マグ
ネット内蔵の現像スリーブを備えた現像装置により、該
現像剤を磁気ブラシの形で感光体ドラム表面に摺擦し
て、該ドラム表面に形成されている静電像の現像が行わ
れるようになっている。

【０００４】上記のような現像装置では、現像装置内
に、現像スリーブ以外に、スパイラルやパドルなどの現
像剤の攪拌送り部材が、一般に複数設けられており、こ
れにより、トナーと磁性キャリヤとの均一混合及びトナ
ーの摩擦帯電が十分に行われるようになっている。とこ
ろで、現在では、コンパクトな画像形成装置が望まれて
おり、従って、現像装置もよりコンパクトなものが望ま
れている。

【０００５】このような要望を満足させる現像装置とし
て、例えば特公平４−３９０７３号公報や特開平１０−
１４２９４２号公報などには、縦循環方式の現像装置が
開示されている。これらの現像装置では、現像スリーブ
を収容する現像ハウジングが、上下に区画されており、
下部側に現像スリーブが配置されていると共に、上部側
及び下部側のそれぞれに、現像スリーブの軸方向に沿っ
て且つ互いに反対方向に現像剤の送りを行うスパイラル
が設けられている。即ち、上部側と下部側との間で現像
剤を攪拌しながら循環送りしながら、下部側の配置され
ている現像スリーブ上に現像剤を供給し、現像スリーブ
により、現像剤の磁気ブラシを感光体表面に摺擦させる
ことにより現像を行うものである。このような縦循環方
式の現像装置は、非常にコンパクトな大きさでありなが
ら、現像剤の攪拌送りが十分に行われるため、トナーと
磁性キャリヤとの均一混合、及びトナーの摩擦帯電を十
分に行うことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た先行技術に開示された縦循環方式の現像装置において
は、補給されたトナーの均一混合性に問題がある。即
ち、二成分系現像剤を用いて現像を行う場合、現像に消
費されるのはトナーのみであり、現像後のキャリヤは現
像スリーブより回収される。従って、現像が繰り返し行
われるにしたがってトナー濃度が低下するため、現像ハ
ウジング、特に現像スリーブが配置されている部分のト
ナー濃度をセンサにより検知し、トナー濃度が一定値以
下となった場合に、現像ハウジング内にトナーを補給す
る必要がある。しかるに、上記先行技術の装置では、セ
ンサからの検知信号にしたがってトナーを補給した時、
補給されたトナーが均一に混合されてトナー濃度が安定
になるまでにかなりの時間を要する。このため、トナー
補給時において、得られる画像の濃度にムラを生じ易い
という問題がある。

【０００７】従って本発明の目的は、補給トナーの均一
混合性に優れ、トナーが補給されてから短時間で装置内
現像剤のトナー濃度が一定値以上に安定し、トナー補給
時における画像の濃度ムラが有効に防止された縦循環方
式による現像装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、磁性キ
ャリヤとトナーとから成る二成分系現像剤を感光体ドラ
ム表面に供給して感光体ドラム表面上に形成された静電
像の現像を行う現像装置において、下部室と上部室とに
区画された現像ハウジングを備え、前記下部室には、感
光体ドラムに対面して配置されるマグネット内蔵の現像
スリーブと、該現像スリーブと間隔を置いて配置され且
つ該現像スリーブの軸方向に沿って現像剤の送りを行う
第１の現像剤攪拌送り機構とが収容されており、前記上
部室には、前記第１の現像剤攪拌送り機構とは反対方向
に現像剤の送りを行う第２の現像剤攪拌送り機構が収容
されており、前記下部室と上部室とは、第１の現像剤攪
拌送り機構による送り方向先端部分及び第２の現像剤攪
拌送り機構による送り方向先端部分において、それぞれ
互いに連通しており、第１の現像剤攪拌送り機構による
送り方向先端部分に位置する下部室と上部室との連通部
には、第１の現像剤攪拌送り機構と第２の現像剤攪拌送
り機構との間に挟まれるようにして、現像剤を下部室か
ら上部室に汲み上げるマグネットローラが設けられてお
り、該連通部に通じる上部室端部には、トナー補給口が
設けられ、該トナー補給口から該マグネットローラ上に
トナーが補給されて該ローラによる補給トナーと現像剤
との混合攪拌が行われるとともに、前記現像スリーブ
は、下部室の全体にわたっては延びておらず、少なくと
も前記連通部には現像スリーブが隣接していないことを
特徴とする現像装置が提供される。

【０００９】本発明の現像装置においては、先行技術の
装置と同様、上部室と下部室との間で現像剤の攪拌及び
送りが循環して行われながら、下部室の現像スリーブ上
に現像剤が供給されて現像が行われるが、下部室から上
部室の汲み上げのためにマグネットローラを使用し、且
つ、このマグネットローラによる混合攪拌力が及ぶ上部
室内にトナーを補給することが顕著な特徴である。即
ち、下部室から上部室に向かって、現像剤はマグネット
ローラにより磁気ブラシの形で汲み上げられるが、この
磁気ブラシの回転作用のため、マグネットローラの攪拌
混合力はかなり強いものとなっている。従って、このマ
グネットローラによる磁気ブラシの攪拌作用が及ぶ上部
室の端部にトナー補給口を設けてトナーを補給すること
により、補給されたトナーは、迅速に現像剤中に均一に
分散されることになり、トナー濃度が所定値以上の適正
範囲で安定化するものである。例えば、上記のマグネッ
トローラの代わりにスパイラルを用いた場合には、磁気
ブラシが形成されないため、その攪拌混合力が不十分と
なり、トナー濃度が所定値以上に安定化するには長時間
を要することになる。また、トナーの補給場所をマグネ
ットローラの下側（即ち、現像剤流れ方向上流側）に設
定した場合には、補給されたトナーの一部は、マグネッ
トローラの下側に滞留してしまうため、やはりトナー濃
度が一定値以上に安定化するには長時間を要する様にな
ってしまう。

【００１０】

【実施例】本発明を以下、添付図面に示す具体例に基づ
いて詳細に説明する。図１は、本発明の現像装置を上面
から見た時の概略配置を示す図であり、図２は、図１の
現像装置における要部正面断面を示す図であり、図３
は、図２のＡ−Ａ側断面を感光体ドラムと共に示す図で
あり、図４は、図２のＢ−Ｂ側断面を感光体ドラムと共
に示す図である。

【００１１】図１乃至図４を参照して、本発明の現像装
置は、全体として１で示す現像ハウジングを備えてお
り、特に図２乃至図４の断面図から明らかな通り、この
現像ハウジング１は、仕切り壁２よって下部室３と上部
室４とに区画されている。下部室３には外方（感光体ド
ラム側）への張り出し部３’が形成されており、この張
り出し部３’内に内部にマグネットを備えた現像スリー
ブ５が配置されており、且つ現像スリーブ５の表面との
間に一定間隔を置いて穂切りブレード６が配置されてい
る。即ち、この現像スリーブ５は、マグネット固定−ス
リーブ回転或いはマグネット回転−スリーブ固定によ
り、穂切りブレード６により一定の長さに調整された現
像剤の磁気ブラシを現像域に搬送する。

【００１２】例えば、上記の現像スリーブ５は、図３及
び図４に示す様に、回転感光体ドラム１０に対面するよ
うに配置される。図示されていないが、感光体ドラム１
０の回転方向上流側には、主帯電装置及び画像露光を行
う光学系が配置されており、その下流側には、転写チャ
ージヤ或いは転写ローラから成る転写機構、除電機構及
びクリーニングブレードなどのクリーニング装置が配置
されている。即ち、主帯電装置により感光体ドラム表面
が一様に帯電され、光学系による画像露光により感光体
ドラム１０表面に静電像が形成され、前述した現像スリ
ーブにより現像域（現像スリーブ５と感光体ドラム１０
との間）に搬送された現像剤の磁気ブラシが静電像に摺
擦され、この結果、感光体ドラム１０の表面にトナー像
が形成される。このトナー像は、転写機構により、所定
の転写紙表面に転写される。転写トナー像は、転写紙の
排出経路上に設けられている定着機構により、熱、圧力
等の公知の手段により、転写紙表面に定着される。一
方、トナー像の転写が終了した後の感光体ドラム１０の
表面は、除電機構により除電されて主帯電前の電位に戻
され、更にクリーニング機構により、感光体ドラム表面
に残存するトナーが除去され、これにより、画像形成の
１サイクルが完了する。

【００１３】特に図２乃至図４を参照して、現像ハウジ
ング１の下部室３内には、例えば現像剤の透磁率から現
像剤中のトナー濃度を検知するセンサ１５が配置されて
いると共に、現像ローラ５と間隔を置いて、該現像スリ
ーブ５の軸方向に沿って延びている第１のスパイラル
（第１の現像剤攪拌送り機構）１６が設けられている。
更に、上部室４には、やはり現像スリーブ５の軸方向に
沿って延びている第２のスパイラル（第１の現像剤攪拌
送り機構）１７が設けられている。この現像装置の上面
から見ての概略配置構造を示す図１を参照して、下部室
３内の第１のスパイラル１６と上部室４内の第２のスパ
イラル１７とは、現像スリーブ５の軸方向に沿って互い
に反対方向に現像剤を送る様に、その羽根或いは回転方
向が設定されており、例えば、第１のスパイラル１６は
図１中の矢線Ｘの方向に現像剤の攪拌送りを行い、第２
のスパイラル１７は、図１中の矢線Ｙの方向に現像剤の
攪拌送りを行うように設定されている。 （尚、図１の上面からみた図の場合、第１のスパイラル
１６と第２のスパイラル１７とは、実際上は完全にオー
バーラップするが、説明の便宜上、図１では、両スパイ
ラル１６，１７を並置して示した。）

【００１４】図１から明らかな通り、現像スリーブ５が
収容されている下部室３の張り出し部３’は、現像ハウ
ジング１の長手方向の一部に形成されており、下部室３
及び上部室４の長手方向両端に位置する部分には、張り
出し部３’（現像スリーブ５）は配置されていない。

【００１５】また、現像ハウジング１の長手方向の両端
部には、下部室３と上部室４との連通部２０，２１が形
成されている。上部室４内の第２のスパイラル１７の送
り方向（Ｙ）の先端となる部分に位置する連通部２０に
おいては、図示されていないが、仕切り壁２が設けられ
ていないか或いは仕切り壁２に適当な大きさの開口が形
成されており、これにより、第２のスパイラル１７によ
って攪拌送りされてきた現像剤は、上部室４から下部室
３内に落下するようになっている。

【００１６】本発明において、下部室３内の第１のスパ
イラル１６の送り方向（Ｘ）の先端に位置する連通部２
１は、図１及び４に示されている様に、現像スリーブ５
とは反対側に張り出しており、その内部には、現像剤汲
み上げ用のマグネットローラ２５が収容されている。こ
のマグネットローラ２５は、現像スリーブ５と同様、内
部にマグネットを備えた非磁性スリーブから形成されて
おり、マグネット回転或いはスリーブ回転により、下部
室３内の現像剤を磁気ブラシの形で上部室４内に汲み上
げるように設定されている。

【００１７】また、下部室３内の第１のスパイラル１６
の先端（送り方向先端）には、パドル１６ａが設けられ
ており、先端部に送られてきた現像剤を連通部２１内の
マグネットローラ２５側に撥ね飛ばすようになっている
（図２，図４参照）。更に、マグネットローラ２５によ
り汲み上げられた現像剤は、図４に示されている様に、
仕切り壁２の先端で上部室４内に掻き取られ、上部室４
内に導入されて第２のスパイラル１７により、図１中の
Ｙ方向に攪拌送りされる。

【００１８】かくして上述した現像装置によれば、下部
室３と上部室４との間で現像剤が循環して攪拌送りさ
れ、下部室３内の現像剤の一部が現像スリーブ５上に供
給されて現像が行われることになる。尚、上述した現像
装置において、下部室３と上部室４との連通部２０，２
１には、現像スリーブ５が隣接していないが、これは、
連通部２０，２１では、現像剤の流れが不均一となりや
すいため、現像スリーブ５が隣接していると、現像スリ
ーブ５への現像剤の供給ムラを生じ易くなるからであ
る。

【００１９】図１及び図４を参照して、本発明において
は、連通部２１に連なる上部室４の上壁にトナー補給用
の開口３０が設けられており、この開口３０を介して所
定量のトナーが補給されるようになっている。

【００２０】即ち、現像の繰り返しによるトナー消費に
よって、下部室３内のトナー濃度が所定値以下に減少し
たことがセンサ１５により検知された場合、上部室４の
上壁にトナーカートリッジ（図示せず）を装着し、トナ
ー補給用開口３０から上部室４内の所定量のトナーが補
給され、これにより、再び一定のトナー濃度を確保する
様になっている。マグネットローラ２５では、現像剤の
磁気ブラシが絶えず回転しており、この回転磁気ブラシ
による攪拌混合作用により、上記開口３０から補給され
たトナーは、速やかに既に存在する現像剤中に均一に混
合し、上部室４及び連通部２０を通って下部室３内に補
給され、下部室３内のトナー濃度は所定値以上の適正ト
ナー濃度に速やかに上昇して安定化する。従って、トナ
ー補給時での画像濃度ムラが有効に防止されることにな
る。

【００２１】先にも述べた通り、マグネットローラ２５
の代わりにスパイラルを用いて現像剤の汲み上げを行う
場合には、磁気ブラシが形成されていないため、補給さ
れたトナーの均一混合に時間がかかり、下部室３内のト
ナー濃度が上昇して安定化するまでに長時間を要する。
（例えば、トナー濃度が安定化するのに、補給されたト
ナーが現像ハウジング１内を数回循環しなければならな
い。）また、マグネットローラ２５の下側にトナーを補
給するような構造とすると、補給トナーの一部はマグネ
ットローラ２５の下部に滞留してしまうため、やはり、
トナー濃度が上昇して安定化するにはかなりの時間を要
する様になってしまう。

【００２２】このように、本発明によれば、マグネット
ローラ２５が設けられている連通部２１に通じる上部室
４の端部にトナーを補給することにより、補給されたト
ナーは速やかに均一に混合される。従って、クリーニン
グブレードなどのクリーニング装置によって感光体ドラ
ム１０の表面から回収されたトナーを、再利用する場
合、回収されたトナーを、トナーカートリッジ内に供給
し、開口３０から供給するような構造とすることが好ま
しい。即ち、このような構造とすることにより、回収さ
れたトナーも速やかに均一に混合されるからである。

【００２３】

【発明の効果】本発明の縦循環現像装置においては、下
部室から上部室への現像剤の汲み上げをマグネットロー
ラにより行うと共に、このマグネットローラ上にトナー
を補給することにより、補給されたトナーが速やかに均
一混合され、トナー濃度が速やかに上昇して安定化する
ため、トナー補給時の画像濃度ムラが有効に防止され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置を上面から見た時の概略配置
を示す図。

【図２】図１の現像装置における要部正面断面を示す
図。

【図３】図２のＡ−Ａ側断面を感光体ドラムと共に示す
図。

【図４】図２のＢ−Ｂ側断面を感光体ドラムと共に示す
図。

【符号の説明】

１：現像ハウジング ２：仕切り壁 ３：下部室 ４：上部室 ５：現像スリーブ １０：感光体ドラム １５：トナー濃度検知センサ １６：第１のスパイラル １７：第２のスパイラル ２５：現像剤汲み上げ用マグネットローラ ３０：トナー補給用開口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大橋 広章 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−31363（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−30912（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−274878（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 - 15/095

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性キャリヤとトナーとから成る二成分
   系現像剤を感光体ドラム表面に供給して感光体ドラム表
   面上に形成された静電像の現像を行う現像装置におい
   て、 下部室と上部室とに区画された現像ハウジングを備え、 前記下部室には、感光体ドラムに対面して配置されるマ
   グネット内蔵の現像スリーブと、該現像スリーブと間隔
   を置いて配置され且つ該現像スリーブの軸方向に沿って
   現像剤の送りを行う第１の現像剤攪拌送り機構とが収容
   されており、 前記上部室には、前記第１の現像剤攪拌送り機構とは反
   対方向に現像剤の送りを行う第２の現像剤攪拌送り機構
   が収容されており、 前記下部室と上部室とは、第１の現像剤攪拌送り機構に
   よる送り方向先端部分及び第２の現像剤攪拌送り機構に
   よる送り方向先端部分において、それぞれ互いに連通し
   ており、 第１の現像剤攪拌送り機構による送り方向先端部分に位
   置する下部室と上部室との連通部には、第１の現像剤攪
   拌送り機構と第２の現像剤攪拌送り機構との間に挟まれ
   るようにして、現像剤を下部室から上部室に汲み上げる
   マグネットローラが設けられており、該連通部に通じる
   上部室端部には、トナー補給口が設けられ、該トナー補
   給口から該マグネットローラ上にトナーが補給されて該
   ローラによる補給トナーと現像剤との混合攪拌が行われ
   るとともに、 前記現像スリーブは、下部室の全体にわたっては延びて
   おらず、少なくとも前記連通部には現像スリーブが隣接
   していないことを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記第１及び第２の現像剤攪拌送り機構
   がスパイラルである請求項１に記載の現像装置。
3. 【請求項３】 前記現像ハウジングの下部室には、トナ
   ー濃度センサが設けられている請求項１に記載の現像装
   置。