JPH0134379B2

JPH0134379B2 -

Info

Publication number: JPH0134379B2
Application number: JP57046999A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Fukuchi; Keiji Ooishi
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1982-03-24
Filing date: 1982-03-24
Publication date: 1989-07-19
Also published as: US4576466A; JPS58163968A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は現像装置、例えば電子写真複写機等の
静電記録装置に使用される現像装置に関するもの
である。

この種の現像装置においては、装置の現像幅方
向の一方側又は他方側にトナー供給用のホツパー
が設けられ、現像剤中のトナー濃度又は画像濃度
が低い場合にはトナー補給信号によつてトナーが
上記ホツパーから供給され、更に樋状トナー搬送
ガイド（受板）に沿つてスパイラルスクリユーで
現像幅方向へ搬送されながら上記搬送ガイドの略
底部の落下孔から補給されるようにした方式が知
られている。ところが、搬送ガイド内のトナーは
１〜20μｍ程度の微粉粒子からなつていてその流
動性が良くないので、装置内の現像剤撹拌器によ
つて現像剤の一部分を搬送ガイド内へ移動若しく
は搬入してトナーと混合させ、トナーの搬送性と
上記落下孔からの落下性とを向上させることが考
えられている。しかしながら特にこの場合には、
現像剤が装置の一方向に搬送されるので、その分
布量が方向性を以つて片寄り易くなる。このた
め、１本のスパイラルスクリユーの略下方にこれ
とは逆方向に現像剤を搬送する第２のスパイラル
スクリユーを設け、これら一対のスパイラルスク
リユーによつて現像剤を両方向へ移動させてその
分布量を均一化することが必要である。

本発明者は特に、この一対のスパイラルスクリ
ユーを用いる方式について検討を加えた結果、
（現像装置が小型である場合に生じがちなことで
あるが）補給されたトナーを一方向（即ち現像幅
方向）に均一に落下させるためには上記搬送ガイ
ド内の現像剤量（投入量）に制約を受けることが
判明した。即ち、搬送ガイド内の現像剤量を多く
して一方向（搬送方向）への現像剤搬送量を増や
すと、その一方側のトナー濃度が高くなつてしま
う。逆に搬送ガイド内の現像剤量を少なくして一
方側への現像剤搬送量を減らすと、他方側のトナ
ー濃度が高くなつてしまう。この結果、装置内の
トナー濃度分布が不均一となり、これがために画
像に濃度ムラを生じ易い状態となる。

この問題を解消するには、補給されたトナーを
多量の現像剤と混合した後に搬送ガイドから落下
させたり、或いは装置の現像幅方向の撹拌性能を
向上させることが考えられる。しかし、前者の場
合にはトナー補給の遅れ時間が一層長くなり、ま
た後者の場合には装置に大型でかつ複雑な撹拌器
を備える必要があつて複写機の低コスト化、小型
化にとつて不適当である。

従つて本発明の目的は、上記した欠点をなく
し、現像幅方向に均一なトナー濃度が得られ、低
コストで小型なものであつても良質の画像が実現
できる現像装置を提供することにある。

この目的を達成するために、本発明の現像装置
によれば、像担持体上の静電潜像を現像するトナ
ーを担持する現像剤担持体、トナーをトナー補給
部から受け、該トナーと現像剤とを現像幅方向に
関して所定の方向に搬送する第一搬送手段、該第
一搬送手段の略下方に位置し、前記第一搬送手段
とは反対の方向に現像剤を搬送する第二搬送手段
を設け、前記現像剤担持体と該第二搬送手段との
間に前記現像剤担持体の回転軸に平行に設けられ
た回転軸を有するとともに現像剤を該回転軸方向
に移動させかつ該回転軸方向に直交する方向に飛
翔せしめる撹拌板を前記回転軸に設けて、装置内
の現像剤を撹拌するとともに該現像剤の一部を前
記第一搬送手段に投入する現像剤撹拌器を設け、
前記第一搬送手段の搬送力を前記現像剤撹拌器か
ら投入される現像剤量に対応して前記第二搬送手
段の搬送力より大きくすべく構成している。な
お、本発明において「現像剤」とは、二成分系現
像剤であつても広義にはトナーのみを意味する場
合があり、また狭義にはトナーとそのキヤリアと
の混合物を意味している。

次に、本発明を乾式二成分系現像装置に適用し
た実施例を図面について詳細に説明する。

第１図〜第３図は、本例による現像装置を示す
ものである。この現像装置は基本的には、固定マ
グネツト１を内蔵した回転式現像スリーブ２と、
現像剤３の主撹拌器４と、補給トナー搬送用の第
１のスパイラルスクリユー５と、この第１のスパ
イラルスクリユーの略下方にあつて現像剤の搬送
及び補助撹拌に用いられる第２のスパイラルスク
リユー６とが夫々筐体７内に設けられたものから
なつている。

現像スリーブ２は感光体ドラム８に近接して配
され、このドラムとの間隙へ帯電した現像剤３
（トナーとキヤリアとの混合物）を移動させてド
ラム８上に静電的に吸着させ、その静電潜像をト
ナー像として現像する作用をなしている。スリー
ブ２上の現像剤３の厚さは固定の厚さ規制ブレー
ド９によつて決められる。また、現像時のトナー
の舞上りを防ぐために飛散防止ローラ１０がドラ
ム８と上記筐体７との間に配されている。

主撹拌器４は、その回転軸に対し斜めに固定さ
れた複数の楕円撹拌板１１によつて現像剤と補給
されたトナーとを撹拌混合しかつその軸方向へ混
合物をならす機能を有している。そしてこれらの
撹拌板１１間には、その長径及び回転軸に沿つて
平板部材１２が夫々取付けられているが、この平
板部材は現像剤を充分に撹拌すると共に主撹拌器
の回転方向に現像剤の一部分を連行し、一点鎖線
で示した位置近傍で現像剤を上記第１のスパイラ
ルスクリユー５側へ飛翔させ、例えば５ｇ／ｓ〜
50ｇ／ｓの割合で投入する動きがある。

第１のスパイラルスクリユー５は、その一端側
に供給されたトナーを他端方向（即ち、現像幅方
向）へ搬送するものであるが、この搬送中にスク
リユー５下の受け板（搬送ガイド）１３のほぼ底
部に形成された複数の落下孔１４からトナーを順
次落下させる。この場合、上記の主撹拌器４から
移動若しくは搬入された一部の現像剤と補給トナ
ーとはスクリユー５によつて良好に混合されなが
ら一方向へ搬送される。この混合物は流動性が良
好であり、しかも落下孔１４からの落下性も充分
である。受け板としての搬送ガイド１３は、主撹
拌器４から現像剤が定量分だけ戻されるように適
当な上方開口面積を有し、主撹拌器４に対して一
定の位置関係で配置されており、その形状は図示
した如き樋状であるのがよい。また、上記落下孔
１４はスクリユー５の搬送方向において順次拡大
されていて、同方向にほぼ一様な量でトナーを補
給できるようになつている。スクリユー５は、現
像幅方向において一端から他端への搬送を充分に
行なえるように、その形状、寸法、回転数が決め
られている。なお、図中の１５は、上記他端にお
いてトナー（又は現像剤）のオーバーフロー分を
下方へ落下させるために長めに形成された落下孔
である。

搬送ガイド５の下方に配された第２のスパイラ
ルスクリユー６は、筐体７内の現像剤３の深さ中
に配されていて、そこでの現像剤３と上記落下孔
から落下してくる補給トナーとを予備的に撹拌し
て主撹拌器４側へ移動させるものである。これに
加えて、スクリユー６は、上記スクリユー５によ
り一方向へ搬送又は補給された現像剤を反対の方
向へ逆に搬送することによつて、現像幅方向での
現像剤分布量（具体的にはトナー濃度分布）が片
寄るのを防止して均一化せしめている。

スクリユー５へトナーを供給するには、第２図
の仮想線の如くに、ホツパー（図示せず）からの
トナーを投入するための開口１６を有する補給箱
１７内に上記スクリユー５の一端と一部オーバー
ラツプしてその上方に搬送用スパイラルスクリユ
ー１８を配し、このスクリユー１８によつてトナ
ーを順次、所定量ずつ送り、端部位置で下方のス
クリユー５上へ落下せしめるようにしている。こ
の補給トナーは、上記した如くスクリユー５で一
方向へ搬送される。

装置内での現像剤の流れ方としては、上記した
４つの各回転体２，４，５，６によつてコンパク
トな現像装置であつても現像剤の流路をできるだ
け長くしているので、その撹拌性能が向上するこ
とになる。例えば、補給されたトナーは反時計方
向に回転するスパイラルスクリユー５によつてガ
イド１３内で一次的に現像剤と混合され、落下孔
１４からの落下後に時計方向に回転するスパイラ
ルスクリユー６の予備撹拌で予め撹拌混合され、
更に主撹拌器４で更に充分に撹拌混合されて現像
スリーブ２上へ到達する。また、スリーブ２上に
おいて、現像後に残つた現像剤はスリーブ２と共
に移動して再び装置内へ戻される。

本実施例による現像装置で特に注目すべきこと
は、装置が小型化してもそのトナー濃度を現像幅
方向で常に均一化して性能の向上を図るべく、上
記のスパイラルスクリユー５とスパイラルスクリ
ユー６との搬送力が互いに異なるように構成して
いることである。これについて、以下に詳細に説
明する。

第３図において、スクリユー５は現像剤をその
一端（Ａとする。）から他端側（Ｂとする。）へ搬
送し、この搬送中に順次面積が拡大された落下孔
１４を介して現像剤をＢ側へ順に多く落下させる
ように設計されている。この場合、スクリユー５
の回転による実質的な軸方向の搬送量Q₁は、第
４図に示すように、軸方向で等量の落下分Q′を
全体量から差引くと、Ｂ側へ比較的緩やかに増え
てゆく。一方、上記落下孔１４を塞いだ場合には
第５図のように、スクリユー５による搬送量はＢ
側へ向つてある一定時間後は現像剤の移動がかな
り変化する。これに比べて、落下孔１４から現像
剤を落下させた場合の第４図では、Ｂ側への移動
量はより少なくなつている（Q₁＜Q₁′）。

次に、下段のスクリユー６のみによつて搬送し
た場合の装置内の現像剤量を一定時間経過後に測
定したところ、第６図の如くになつた。このとき
のＢ側からＡ側への現像剤移動量はQ₂であつた。
従つて、このQ₂と上記のQ₁とをほぼ等しく（Q₁
Q₂）なるようにすれば、装置内の現像剤量Ｑ
は第７図の如くほぼ均一となり、現像剤の片寄り
を防止することができる。上に述べたように、軸
方向の現像剤搬送量Q₁、Q₂をほぼ等しくするに
は、第１搬送手段の搬送力W₁と第２搬送手段の
搬送力W₂を異らせることにより、現像剤の片寄
りを防止できる。

ここで、スパイラルスクリユーによる搬送力Ｗ
は次式で表わせる。

Ｗ＝ _KVPN ……(1) 但、Ｖ：スクリユー１ピツチ分の容積（cm³）Ｐ：スクリユーのピツチ（cm）Ｎ：回転数（rpm）Ｋ：定数そして、スクリユー５，６による搬送量Q₁，
Q₂を互いにほぼ等しくするためには、各スクリ
ユー個々の搬送力の間には、上記した撹拌板１１
によるスクリユー５側への現像剤投入量に対応し
て、次の関係が必要であることが判明した。

W₁＞W₂ ……(2) 但、 W₁：スクリユー５自体の搬送力 W₂：スクリユー６自体の搬送力従つて、この(2)式を満足するためには、上記(1)
式に基き、Ｖ、Ｐ、Ｎの少なくとも１つについ
て、 V_S1＞V_S2、P_S1＞P_S2、N_S1＞N_S2 としてやればよいことが分る。例えば、本実施例
では、P_S1＝P_S2として、V₁P又はＮを異ならせる
ことによつて、上記(2)式を成立させてよい。

即ち、 V_S1／V_S2＞１、N_S1／N_S2＞１又はP_S1／P_S2＞１であることが必要であり、この比は更に、 1.2≦V_S1／V_S2（P_S1／P_S2又はN_S1／N_S2）≦３とするのが望ましい。換言すれば、上記した搬送
量の説明から理解されるように、上記比が１より
大きくなれば両搬送量間にQ₁Q₂の関係が得ら
れず、現像剤量が不均一となつてしまう。しか
し、上記比を更に上記範囲に限定すると、より確
実にQ₁Q₂を達成できる。

次に、本発明において、V_S1＞V_S2となるよう
に設計し、このために第８図の如く、スパイラル
スクリユー５又は６の１ピツチ分の容積Ｖはピツ
チＰ、内径d₁、外径d₂によつて決まるので、d₁、
d₂をスクリユー５，６について同一とし、かつ
P_S1＞P_S2とした。

例えば、次の各数値に設定した。

P_S1＝18mm（スクリユー５のピツチ） P_S2＝10mm（スクリユー６のピツチ） d₁＝９mm d₂＝17mm Ｎ＝130rpm その他の条件は次の通りであつた。

搬送ガイド内径＝22mm 現像剤落下孔のサイズ＝φ1〜φ4 現像剤落下孔のピツチ＝約５〜20mm 現像装置内側長＝約340mm 主撹拌器のサイズ＝φ40 現像剤：絶縁性樹脂をコーテイングしたキヤリア
使用、トナー濃度は８重量％以下。

また、これと同じ現像装置において、N_S1＞
N_S2とし、次の数値を選択した（他は上記と同
様）。

N_S1＝130rpm N_S2＝90rpm P_S1＝P_S2＝18mm d₁＝９mm d₂＝18mm 本例において、上記した撹拌板１１による効果
は、現像剤の流れの途中で現像剤を第一搬送手段
であるスクリユー５へ投入させ（飛翔させ）、撹
拌性能を向上させたことである。

以上に説明した実施例は、本発明の技術的思想
に基いて種々に変形が可能である。

例えば、上述した搬送用スパイラルスクリユー
の配置を変えたり、或いはその個数も一対だけで
なく３個以上設けることも可能である。また、搬
送手段としては上述のスパイラルスクリユー以外
も使用できるし、その駆動方法は種々採用でき
る。なお、本発明は二成分系以外の現像装置にも
応用してよい。

本発明は、上述した如く、第１及び第２搬送手
段の各搬送力を現像剤撹拌器から投入される現像
剤量に対応して第一搬送手段の方が大きくなるよ
うに決めているので、両搬送手段の実動時の搬送
量をほぼ一致させ、しかもこれが逆方向となつて
いることから、現像幅方向におけるトナー濃度を
均一化することができる。これは、小型で低コス
トな現像装置でも実現できるために、それへのト
ナー供給量に拘らず、常にトナー濃度を均一化し
て良質の画像を作成することが可能となる。しか
も、本発明における現像剤撹拌器によつて、現像
剤の流れの途中で現像剤を第一搬送手段へ投入さ
せ（飛翔させ）、撹拌性能を向上させることがで
き、トナー濃度のムラを解消できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであつて、第
１図は乾式二成分系現像装置及び感光体ドラムの
断面図、第２図は第１図の一部横断平面図、第３
図は第２図のＸ−Ｘ線に沿う断面図、第４図は現
像剤落下孔を開けた状態での第１のスパイラルス
クリユーの搬送量を示すグラフ、第５図は同落下
孔を塞いだ状態での第１のスパイラルスクリユー
の搬送量を示すグラフ、第６図は第２のスパイラ
ルスクリユーの搬送量を示すグラフ、第７図は両
スパイラルスクリユーを作動させたときの全体の
搬送量を示すグラフ、第８図はスパイラルスクリ
ユーの搬送量を説明するための同スクリユーの一
部正面図である。なお、図面に示された符号において、２……現
像スリーブ、３……現像剤、４……主撹拌器、５
……第１スパイラルスクリユー、６……第２スパ
イラルスクリユー、８……感光体ドラム、１１…
…楕円撹拌板、１２……平板部材、１３……受け
板（搬送ガイド）、１４，１５……現像剤落下孔、
１７……トナー補給箱、１８……スパイラルスク
リユーである。

Claims

【特許請求の範囲】

１像担持体上の静電潜像を現像するトナーを担
持する現像剤担持体、トナーをトナー補給部から
受け、該トナーと現像剤とを現像幅方向に関して
所定の方向に搬送する第一搬送手段、該第一搬送
手段の略下方に位置し、前記第一搬送手段とは反
対の方向に現像剤を搬送する第二搬送手段を設
け、前記現像剤担持体と該第二搬送手段との間に
前記現像剤担持体の回転軸に平行に設けられた回
転軸を有するとともに現像剤を該回転軸方向に移
動させかつ該回転軸方向に直交する方向に飛翔せ
しめる撹拌板を前記回転軸に設けて、装置内の現
像剤を撹拌するとともに該現像剤の一部を前記第
一搬送手段に投入する現像剤撹拌器を設け、前記
第一搬送手段の搬送力を前記現像剤撹拌器から投
入される現像剤量に対応して前記第二搬送手段の
搬送力より大きくすべく構成した現像装置。