JPH02256082A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、潜像担持体表面に沿って上下位置関係をもっ
て配設された複数の現像スリーブと、各現像スリーブ内
に固定配置された磁石体と、現像容器内の二成分系現像
剤を汲み上げて最下位の現像スリーブに対して該現像剤
を供給できる位置に配置された現像剤汲み上げ回転体と
を具備し、前記各現像スリーブが、これと潜像担持体と
が対向する現像領域において、潜像担持体の移動方向と
同方向に移動する向きに回転駆動され、前記磁石体の磁
力により、前記現像剤を現像スリーブ表面に担持し、該
スリーブの回転によって現像剤を搬送し、該現像剤のト
ナーによって潜像担持体に形成された静電潜像を可視像
化する現像装置に関する。

〔従来の技術〕

潜像担持体に静電潜像を形成し、これを可視像化する画
像形成装置、例えば電子複写機、ファクシミリ或いはプ
リンタ等において、トナーとキャリアを有する粉体状の
二成分系現像剤を用いる上記形式の現像装置を採用する
ことは従来より公知である。

第４図はその一従来例を示す断面図である。この現像装
置１は潜像担持体の一例であるドラム状の感光体２に近
接配置され、その現像容器３内には磁性キャリアと磁性
又は非磁性のトナーを有する粉体状の二成分系現像剤４
が収容されている。

この現像剤中のトナー濃度が低下すると、トナー補給ロ
ーラ２０７が回転してトナー容器５内のトナー６が現像
容器３内の現像剤４中に補給され、撹拌ローラ７．１０
７によって撹拌される。

現像容器３には、複数の、図の例では２本の現像スリー
ブ８，８ａと、現像剤汲み上げ回転体の一例であるパド
ルホイール９が支持されている。

各現像スリーブ８，８ａは非磁性材質の円筒体より成り
、感光体表面に沿って上下位置関係をもって配設されて
いて、一方の現像スリーブ８が上位に、他方の現像スリ
ーブ８ａが下位にそれぞれ配備されている。両現像スリ
ーブ８，８ａは、図示していない駆動装置によって共に
図における時計方向に回転駆動される。

各現像スリーブ８．８ａの内部には、それぞれ複数の磁
石より成る磁石体１０．１０ａが固定配置され、その各
磁石の、現像スリーブ８，８ａを向いた側の各磁極は、
図にＳ、Ｎを付して示したように交互に異極性となって
いる。

パドルホイール９は、例えばアルミニウムから構成され
、円筒状の基部から放射状に突出した多数の羽根１１を
有し、図における時計方向に回転駆動される。これによ
り現像容器３内のＴ！Ａ像剤４は撹拌されつつ羽根１１
によって汲み上げられる。

このように汲み上げられた現像剤は下位の現像スリーブ
８ａへ放出され、該スリーブ８ａの表面に供給される。

このように、現像剤汲み上げ回転体を構成するパドルホ
イール９は、現像剤４を汲み上げて、最下位の現像スリ
ーブ８ａに対して現像剤４を供給する位置に配置されて
いる。

感光体２は、矢印Ａを付して示したように図における反
時計方向に回転駆動され、このときその表面に静電潜像
が形成される。この潜像は現像装置１との隣接部におい
て、上方から下方へ移動する。

前述のように下位の現像スリーブ８ａに供給された現像
剤は、各スリーブ８，８ａに内股され。

互いに対向した２つの磁石１２，１２ａの磁力によって
上位の現像スリーブ８に引かれて該スリーブ８に受は渡
される。受は渡された現像剤は上位の現像スリーブ８の
周面に磁石体１０の磁力で担持され、該スリーブ８の回
転に伴って時計方向に搬送され、現像容器３内に設けら
れたセパレータ１３と現像スリーブ８ａとの間のセパレ
ータギャップＧ１を通過した後、ドクタ一部１４のとこ
ろで余分な現像剤が掻き取られる。このようにして現像
に適した量の現像剤がドクタ一部１４と現像スリーブ８
との間のドクターギャップＧ２を通過し、かかる現像剤
はさらに磁石体１０の磁力と現像スリーブ８の回転によ
って磁気ブラシを形成しながら時計方向に運ばれ、先ず
上位の現像スリーブ８と感光体２とが対向する第１現像
領域Ｄ１を通る。次いでこの現像剤は、各現像スリーブ
８゜８ａにそれぞれ内股されて互いに対向する２つの磁
石１５，１５ａの磁力の作用で、下位の現像スリーブ８
ａへ受は渡され、該スリーブ８ａと感光体２とが対向し
た第２現像領域Ｄ２を通り、引き続き下位の現像スリー
ブ８ａがら離れ、現像容器３の底部へ流れ、パドルホイ
ール９によって撹拌される。

両現像スリーブ８，８ａは、上述の現像領域Ｄ１、Ｄ２
において、感光体２の移動方向と同方向に移動する向き
に回転しており、上述した現像剤の移動方向を破線矢印
で示しである。現像剤はこの移動中にパドルホイール９
やギャップＧｌ、Ｇ２を通るときの撹拌作用やストレス
を受け、そのトナー粒子とキャリア粒子が互いに摩擦し
合い、両者が互いに異極性に摩擦帯電し、キャリア粒子
にトナー粒子が静電的に付着する。

現像スリーブ８，８ａ上の現像剤が上記の如く各現像領
域Ｇｌ、Ｇ２を通るとき、剤中のトナーがこれと逆極性
の感光体２上の静電潜像に静電的に移行し、該潜像を可
視像化する。

一方、ドクタ一部１４によって掻き取られた現像剤の一
部は、そのままセパレータ１３上を流れてパドルホイー
ル９へ落下しく矢印Ｂ）、他の一部は回転するスクリュ
一部材１６へ流れ、ここで図における垂直な方向に搬送
されて撹拌され、セパレータ１３を介してパドルホイー
ル９へ流下する（矢印Ｃ）。このような撹拌作用によっ
ても、現像剤中のトナー粒子とキャリア粒子が摩擦帯電
される。

ところで上に例示した現像装置の他に、１本の現像スリ
ーブ、すなわち第４図に示した下位の現像スリーブだけ
を用いる現像装置も広く採用されているが、この現像装
置の場合には、感光体の線速をＶｐとし、現像スリーブ
の線速をｖ６としたとき、その比Ｖ　＠　／　Ｖ　ｐを
例えば３程度或いはそれ以上に設定し、感光体の線速よ
りも現像スリーブの線速を大端に大きくする必要がある
。このようにしないと現像領域へ搬送される現像剤量が
少なくなり、可視像の画像濃度が低下し、所定濃度の可
視像を得られなくなるからである（例えば特開昭５８−
２０７０６４号公報参照）。

ところが感光体に対する現像スリーブの線速比をこのよ
うに高めると、現像領域における感光体と現像スリーブ
の移動方向が同方向となるように現像スリーブの回転方
向を設定した場合、感光体上に形成された可視像の縦細
線像と横細線像を一定の幅に形成することが困難となる
。縦細線像とは、感光体の回転方向に延びるライン状の
可視像であり、横ｍｕｓ像とは感光体の軸線方向に延び
るライン状の可視像である。現像スリーブの線速比を上
述のように高めると、その他、例えば第５図に示したよ
うにクロス状の可視像を感光体２上に形成した場合、感
光体２の移動方向Ａにおける後端側のクロス部１７．１
７に１画像の欠けた部分ができ、画質が低下する。この
現象は一般にベタクロス白抜けと称されている。

ところが、第４図に例示したように、複数の現像スリー
ブ８，８ａを用いると、１本の現像スリーブを用いたと
きよりも、現像スリーブ８，８ａの線速ｖ６と感光体２
の線速Ｖｐの比Ｖ　＠　／　Ｖ　ｐを。

例えば１．５程度に下げても、可視像の画像濃度低下を
防止できる。このように線速比Ｖ　＊　／　Ｖ　ｐを下
げ、現像スリーブ８，８ａの線速を低下させることによ
って、現像スリーブ８，８ａの回転方向を、現像領域Ｄ
ｉ、Ｄ２にて感光体２の移動方向と同一方向となるよう
に設定した場合も、形成された可視像の縦細線像と横細
線像の幅をより一定に形成でき、かつベタクロス白抜は
現象の発生も抑制できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上述のように現像スリーブを複数本用いると
、次に示す如き新たな問題が発生する。

上位の現像スリーブ８と下位の現像スリーブ８ａは、こ
れらを完全に接触させることはできず。

これらの間には例えば１ｍ程度のギャップＧ３が形成さ
れている。このため、パドルホイール９によって下位の
現像スリーブ８ａに供給された現像、剤中の少量の剤が
、下位の現像スリーブ８ａの回転に伴って、ギャップＧ
３を通って直接感光体２の側に搬送されてしまう。

このため、上位の現像スリーブ８へ受は渡される現像剤
量が減少し、ドクタ一部１４のところで掻き落されてセ
パレータ１３へ流上る現像剤量（これを還流量と称する
ことにする）が減少し、ドクターギャップＧ２を通過す
る現像剤量が不安定となり、現像された可視像の画質が
低下する恐れがある。

また、ギャップＧ３を通った現像剤は、第１現像領域Ｄ
１を通ることなく、直接第２現像領域Ｄ２に運ばれるの
で、第１現像領域Ｄ１を通る現像剤量が第２現像領域Ｄ
２を通る現像剤量よりも少なくなり、これが可視像の画
質に微妙な影響を与え、狙った濃度の可視像が得られな
くなる。

さらに、ギャップＧ３を通る現像剤量が多いときは、こ
こを通った現像剤が第２現像領域Ｄ２或いはこれよりも
やや上流側の部分Ｘに溜る。そしてその滞留量が増大す
ると、これが感光体２や現像スリーブ８，８ａに大きな
負荷を与えるようになり、これらが所定の速さで回転で
きなくなったり、場合によっては現像スリーブ８，８ａ
や感光体２を停止させて画像形成の遂行が不可能となっ
てしまうことも考えられる。

またギャップＧ３を通る現像剤は、パドルホイール９に
よって撹拌されてはいるが、セパレータギャップＧ１や
ドクターギャップＧ２を通っていない剤であるため、こ
れに対して与えられるストレスが不充分で、トナーとキ
ャリアが充分に帯電していない。このため、再現像スリ
ーブ８，８ａ間のギャップＧ３を通った現像剤中のトナ
ー粒子は容易にキャリア粒子から離れて浮遊し、これが
感光体２上の静電潜像以外の地肌部に付着し、所謂地汚
れを生ぜしめる結果となる。さらに浮遊したトナーが現
像容器３の外部に飛散し、現像装置１の周辺がトナーで
汚される恐れも免れない。

上下の現像スリーブ８，８ａ内に、互いに対向する磁石
１２，１２ａをそれぞれ設け、下位の現像スリーブ８ａ
上に供給された現像剤を全て上位の現像剤８ａへ移行さ
せるように設計されてはいるが、これだけでギャップＧ
３への現像剤の進入を完全に阻止することはできない。

またギャップＧ３への現像剤の進入を抑制できるように
、各磁石を配置することは、現像装置全体の設計自由度
を狭める結果となる。

上述の不具合を防止できる現像装置として、例えばパド
ルホイールより成る現像剤汲み上げ回転体の上方であっ
て、最上位の現像スリーブの近傍に、磁石体を内股した
現像剤供給スリーブを設け。

現像剤をパドルホイールによって、−旦１回転邸動され
た現像剤供給スリーブ上に供給し、しかる後、このスリ
ーブから最上位の現像スリーブに現像剤を供給する構成
が提案されている。この構成によれば、現像剤がパドル
ホイールによって直に最下位の現像スリーブに供給され
ることはないため、上下の現像スリーブ間のギャップに
現像剤が進入する恐れはない。ところがこの構成による
と、磁石を内設した現像剤供給スリーブを追加する必要
があるため、現像装置が徒らに大型化し、かつそのコス
トが上昇する不具合を免れない。

本発明の目的は、上記従来の欠点を簡単な構成によって
除去した冒頭に記載した形式の現像装置を提供すること
である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するため、現像剤汲み上げ回
転体により汲み上げられた現像剤を最上位の現像スリー
ブに導く現像剤案内部材を設けた構成を提案する。

〔作用〕

現像剤汲み上げ回転体によって最下位の現像スリーブへ
向けて供給される現像剤は案内部材によって受は止めら
れ、よってこの最下位現像スリーブに供給されず、最上
位の現像スリーブに供給される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。

第１図は本発明に係る現像装置の一例を示す断面図であ
り、ここに示した現像装置の基本的な構成は第４図に示
した従来例と変りはない。従来の構成は第４図を参照し
て先に詳しく説明したので、ここでは、第４図に示した
現像装置における各要素と同一の部分について、第４図
と同じ符号を付し、その説明を省略することにする。

従来と異なるところは、現像剤汲み上げ回転体の一構成
例であるパドルホイール９によって汲み上げられた二成
分系現像剤４を、最上位の現像スリーブ８に供給する現
像剤案内部材２０が設けられ、しかも下位の現像スリー
ブ８ａに従来内設されていた磁石１２ａが設けられてい
ない点である。

図に一例として示した現像剤案内部材２０は、パドルホ
イール９の図における斜め右上領域から上位の現像スリ
ーブ８の斜め左下領域において傾斜して位置する非磁性
材質の板状体により構成され、現像剤案内部材２０の上
端部は上位現像スリーブ８の周面に近接し、かつその下
端部はパドルホイール９に近接していて、下位の現像ス
リーブ８ａに対向してその全長に亘って延び、現像容器
３の前後の側板に不動に固定支持されている。

このような現像剤案内部材２ｏを設けることにより、パ
ドルホイール９によって下位の現像スリーブ８ａに向け
て放出された現像剤４は、案内部材２０によって受は止
められ、引き続き上位の現像スリーブ８の内部の磁石１
２の磁力によって吸引され、上位の現像スリーブ８に担
持される。その後の現像剤は、従来の現像装置と全く同
様に、現像スリーブ８に担持されつつ破線矢印方向に搬
送され、両ギャップＧｌ、Ｇ２を通過した後、第１現像
領域Ｄ１を通り、次いで第２現像領域Ｄ２を通過し、こ
れらの現像領域Ｄｉ、Ｄ２を通るとき、感光体２上の静
電潜像を可視像化し、最終的に下位の現像スリーブ８ａ
から離される。

上述した構成によれば、パドルホイール９により汲み上
げられた現像剤は直接最上位の現像スリーブ８に供給さ
れるので、上下の現像スリーブ８゜８ａの間のギャップ
Ｇ３に現像剤が送り込まれる余地はない。このため、こ
のギャップＧ３を現像剤が通過することに基因する従来
の各種欠点は全て除去される。すなわちドクターギャッ
プＧ２を通る現像剤量が安定し、可視像の画質を高める
ことができ、また内祝像領域Ｄｉ、Ｄ、２を通る現像剤
量を一定にでき、狙い通りの画質の可視像を得ることが
できる。さらに領域Ｘに多量の現像剤が溜って感光体２
や現像スリーブ８，８ａの所定の回転に影響を与えたり
、浮遊トナーによる地汚れや、トナー飛散を防止できる
。

しかも内部に磁石を設けた現像剤供給スリーブのような
大型で高価な手段を用いずに、低コストな現像剤案内部
材２０を付加するだけで現像剤を最上位の現像スリーブ
８に供給できる。また、従来必要であった下位の現像ス
リーブ８ａ内の磁石１２ａがなくとも、現像剤を案内部
材２０によって上位の現像スリーブ８に案内できるため
、−ｅのコストの低減を図ることが可能である。このよ
うに簡単な構成で、複数の現像スリーブを用いた利点を
支障なく得ることができるのである。

なお、パドルホイール９によって現像剤案内部材２０に
効果的に多量の現像剤を供給できるように、パドルホイ
ール９の羽根先端部分を、第４図の場合と同じく、その
回転方向へ向けて傾斜させることか望ましい。また現像
剤案内部材２０の水平線に対する角度θは４０°乃至５
０°程度とし、これが現像剤を受は止め易くすることが
有利である。

次に本発明者が行った実験に用いた現像装置の各要素の
具体的寸法等を列挙しておく。

第２図に示すように、パドルホイール９の円筒状基部の
外径Ｐ１を２０Ｗａ、その羽根１１の曲折部のところの
直径Ｐ２を３０ｍ、羽根先端の直径Ｐ３を４０ｍ、羽根
先端部の傾斜角θ１を３０゜とした。上下の現像スリー
ブ８，８ａの外径Ｐ４を２０１１Ｉ１１、両スリーブ８
，８ａの間のギャップＧ３を１■、両スリーブ８，８ａ
の回転数を６５０ｒｐｎ＋、セパレータギャップＧ１を
１．５＋ｍ、ドクターギャップＧ２を０．５５ｉｎに設
定した。また上位の現像スリーブ８とパドルホイール９
の両中心の水平方向の距ｆｉＱ１を３２ｍｎ＋、垂直方
向の距離Ｑ２を２８ａｎとした。さらに現像剤案内部材
２゜の傾斜角θを４０°に設定した。また現像スリーブ
８，８ａと感光体２の線速比ｖ、／ｖｐ＝１．５とした
。

上述の条件で、パドルホイール９の回転数を変化させ、
ドクタ一部１４で掻き取られてセパレータ１３へ流れる
現像剤量（還流量）とパドルホイール９の回転数との関
係を調べたところ、第３図に示す結果が得られた。第３
図中の曲線Ｗ１は、第１図及び第２図に示した現像剤案
内部材２０を設けたときの結果であり、曲線Ｗ２はこれ
を設けないときの結果である。これから判るように現像
剤案内部材２０を設けると還流量が増大する。これは、
内祝像スリーブ８，８ａの間のギャップＧ３を通る現像
剤がなくなることを示すものであり。

案内部材２０がないときは、ギャップＧ３を通る現像剤
の分だけ還流量が減少している。

以上、現像スリーブを２本設けた実施例を示したが、潜
像担持体に沿って現像スリーブを３本以上設けた現像装
置にも本発明を適用できることは当然であり、この場合
も、最下位の現像スリーブへ現像剤を供給できる位置に
配置された現像剤汲み上げ回転体により汲み上げられた
現像剤を、現像剤案内部材によって、最上位の現像スリ
ーブへ案内するように構成すればよい。

また本発明は、ベルト状の潜像担持体を用いた画像形成
装置の現像装置にも支障なく適用できるものである。

〔発明の効果〕

以上の如く、本発明によれば、上下の現像スリーブ間の
ギャップに現像剤が進入する不具合を、低コストで小サ
イズの現像剤案内部材によって阻止することができ、複
数の現像スリーブを設けたことによる利点を最大限生か
すことが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の現像装置を示す断面図、第２図
はその各要素の寸法等を例示するための説明図、第３図
はパドルホイールと還流量との関係の一例を示すグラフ
、第４図は従来の現像装置の一例を示す断面図、第５図
はベタクロス白抜は現象を説明する図である。 １・・・現像装置　　　　３・・・現像容器４・・・現
像剤　　　　　８，８ａ・・・現像スリーブ１０．１０
ａ・・・磁石体 ２０・・・現像剤案内部材

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 潜像担持体表面に沿って上下位置関係をもって配設され
   た複数の現像スリーブと、各現像スリーブ内に固定配置
   された磁石体と、現像容器内の二成分系現像剤を汲み上
   げて最下位の現像スリーブに対して該現像剤を供給でき
   る位置に配置された現像剤汲み上げ回転体とを具備し、
   前記各現像スリーブが、これと潜像担持体とが対向する
   現像領域において、潜像担持体の移動方向と同方向に移
   動する向きに回転駆動され、前記磁石体の磁力により、
   前記現像剤を現像スリーブ表面に担持し、該スリーブの
   回転によって現像剤を搬送し、該現像剤のトナーによっ
   て潜像担持体に形成された静電潜像を可視像化する現像
   装置において、 前記現像剤汲み上げ回転体により汲み上げられた現像剤
   を最上位の現像スリーブに導く現像剤案内部材を設けた
   ことを特徴とする現像装置。