JPH0235985B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は乾式現像装置に関するものである。

本発明はドラム状に構成された潜像担持体を有
する画像記録装置に適用すると好都合である。画
像記録装置としては、例えば電子写真複写機やフ
アクシミリ装置を挙げることができる。又、現像
剤としては１成分系及び２成分系の磁性粉体トナ
ー（以下、単にトナーという）を例示することが
できる。

電子写真複写機の現像装置であつて２成分系の
磁性粉体トナーを使用するものとしては従来、次
の技術が知られている。

それは、第１図に示す如く、固定磁石Ｍの周囲
を回転する円筒状の現像スリーブ１と、この現像
スリーブ１の水平方向上に対向配置されていて、
該現像スリーブ周面にトナーを供給するトナー供
給回転部材としての羽根車２と、先端が現像スリ
ーブ１の周面から間隙をおいて配置されていて現
像スリーブ１上のトナー層の厚さを規制するドク
ターブレード３と、このドクターブレード３で掻
き取られたトナーＴを羽根車２又は羽根車２の下
半周囲に設けられたトナー溜り上に現像スリーブ
１の軸長手方向上に平均的に分配するトナー環流
撹拌手段を有し、ドクターブレード３で掻き取ら
れたトナーＴの大部分を現像スリーブ１の回転と
ともにドクターブレード３の壁面３ａに沿つて後
述のトナー還流撹拌手段へと押し出すことにより
トナーを循環するようにしている現像装置であ
る。

なお、上記において、現像スリーブ１は被現像
面たる静電潜像を担持した感光体ドラム９と対向
している。又、トナー還流撹拌手段は例えば、ド
クターブレード３と一体的に形成された板状部材
であつて水平板部分３ｂを有する第１トナーガイ
ド板４と、この第１トナーガイド板４と間隔をお
いて対向して配設された第２トナーガイド板５を
有する構成となつている。この第２トナーガイド
板５は中間部で折曲されていて水平部５ａと傾斜
部５ｂを形成しており、水平部５ａの先端部と壁
面３ａとの間には隙間が設けられていて整流板５
上を経由してトナー溜り８０に至るトナーの環流
路の一部を形成している。水平部５ａの右方であ
つて、紙面を貫く方向上の手前にはトナー入口用
の開口５ｃが形成されており、この開口５ｃの直
下にはケーシング６に覆われてスクリユウコンベ
ア７が装着されている。このケーシング６の下面
であつて、紙面を貫く方向上の奥部にはトナー出
口用の開口６ａが形成されている。

一方、傾斜部５ｂはその右側開放端部が羽根車
２上に位置しており、この傾斜部５ｂ上には又、
多数の偏向板８が相互に任意の間隔をおき、直立
させて取付けられている。これらの偏向板８の長
手方向は、平面図的にみたときに、羽根車２の軸
２ａの軸長手方向とは直交する関係にはなく、或
る傾き角を付して各々が平行に設定されている。
従つて、この傾き角に応じ、偏向板８に案内され
て傾斜部５ｂ上を流下するトナーＴは例えば、紙
面を貫く方向上、手前の方へ次第に移行させられ
て順次落下する。又、水平部５ａ上を移動するト
ナーは、途中、前記開口５ｃよりその一部がスク
リユウコンベヤ７上に落下し、このスクリユウコ
ンベヤ７の回転により紙面を貫く方向上、奥の方
へ送られて開口６ａより落下する。

ここで、トナーの環流経路について改めて説明
すると、ケーシングの一部であつて、羽根車２の
下半部を覆う部分で構成されるトナー溜り８０の
トナーＴは矢示方向に回転する羽根車２により掬
い取られて、示矢方向に回転している現像スリー
ブ１に供給される。現像スリーブ１に供給された
トナーＴは固定磁石Ｍの磁気的吸引力により該ス
リーブ表面に吸着されて現像スリーブ１と共にそ
の回動方向に移動し、やがて現像に必要な所定の
厚みのトナー層を残して他はドクターブレード３
により掻き取られる。そして掻き取られたトナー
Ｔの一部は現像スリーブ１と羽根車２との間を落
下し、他は水平部５ａ上を押み動かされ、前記し
た如くその一部は開口５ｃより落下し、さらにス
クリユウコンベヤ７によりケーシング７中に送ら
れてトナー溜り８０へ落下し、残部は偏向板８に
より案内されて結局、トナー溜り８０や羽根車２
上へ環流される。又、ドクターブレード３を通過
後の、現像スリーブ１上のトナー層は現像領域１
０を通過する間に、一部は現像に供され、残部は
現像スリーブ１に吸着されたままとなつており、
次回以降の現像に供される。

このようなトナー還流手段を設けたのは、２成
分系トナーの場合に現像スリーブ１の周面上、そ
の軸方向上でのトナーの供給量を平均化させるた
めである。例えば、もしも、現像されるべき像の
トナー消費分布が、現像スリーブ１の軸方向上で
偏分布している場合に、そのような像を連続して
現像する場合に、トナー溜り８上でのトナーの分
布も偏つたものとなり、ひいては現像画面上でト
ナー不足のため濃度むらを生じたり、極端な場合
には未現像部分を生ずることがあるからである。

上記の説明により、現像性能を一定水準に維持
するためには、スクリユーコンベヤ７や偏向板８
を介しての、トナーの撹拌作用が十分に行なわれ
ることが重要であることがわかる。そして、その
ためには、水平部５ａ上にトナーＴが順次送り込
まれてトナーの流れが継続的に生じなければなら
ない。さらに、トナーの撹拌性能を向上するに
は、第２トナーガイド板５上の環流トナーをでき
るだけ大きな落差のもとでトナー溜りへ落下させ
るのが望ましく、そのためには環流経路をドクタ
ーブレード３の先端位置よりも高く設定する必要
がある。

しかし、ドクターブレード３を比較的高い位置
に設置している上記説明に係る従来の現像装置の
構成では、第２トナーガイド板５上でのトナーの
流れがともすれば途絶えがちであり、トナーの撹
拌が十分に行なわれないという問題がある。つま
り、第１図の構成例において、トナーＴを環流さ
せる源となる力Ｆは現像剤スリーブ１の回動とと
もに現像スリーブの回転力及びドクターブレード
により掻き取られたトナーの圧力により生ずる
が、その大きさは固定磁石Ｍの磁力とトナーＴの
透磁力及びトナーＴと現像スリーブ１の摩擦抵
抗、トナーＴの内部摩擦角に比例して大きくな
る。しかし、これらを余り大きくすると、当該乾
式現像装置の駆動に多大のエネルギーを要するこ
とになり、省エネルギー対策上問題であるばかり
でなく、トナーの疲労をも早めてしまう。従つ
て、力Ｆの大きさには自ずと限界が生ずる。かと
いつて、力Ｆの大きさを上記限界内に収めた場合
にはトナーＴの搬送が不十分となる。例えば、ド
クターブレード３で掻き取られたトナーＴは力Ｆ
に押されて圧力を発生するが、その際の力は、力
f₁，f₂，f₃等の如くに四散し、その一部の力f₁の
みが重力や固定磁石Ｍの磁場による抗力Ｒに対向
することになり、この様に重力に逆つてトナーＴ
を環流する経路をもつ場合に搬送不能となるので
ある。

上記の問題に対処する手段としては、従来、例
えば、ドクターブレード３の位置を可能な限り下
方へ移動する（例えば45゜の位置に移動する）こ
とにより、そのドクターブレードの壁面を鉛直面
に対して傾斜させ、重力によるトナー搬送抵抗を
少なくしようとの試みがなされたが、この場合に
は、ドクターブレードが低位置なため、トナー環
流路も低位置となる。従つてトナー溜りへのトナ
ーの落差を大きくとれないこととなりトナーの落
下に伴なう撹拌性能が落ちるばかりでなく、トナ
ー還流撹拌手段も低位置に設けられることとなる
のでスクリユウコンベヤ等が羽根車と干渉するこ
ととなり設計変更を強いられ好ましくない。もし
もトナー還流路を高い位置に設定しても十分なト
ナーの搬送力を得ることが可能であるとすれば、
十分な落差及びスペースを利用して種々の撹拌手
段を設けることもできることとなり撹拌性能を向
上し得るとともに設計の自由度をも広げることが
でき好都合であることが予測される。

本発明は従来技術における上記事情に着目して
なされたもので、ドクターブレードで掻き取られ
た現像剤の搬送性を向上させるとともに、設計の
自由度をも増すことのできる乾式現像装置を提供
することを目的とする。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明に係る乾式現像装置は、現像剤供給回転
部材とドクターブレードと現像剤還流撹拌手段と
の間であつて、現像剤供給回転部材からドクター
ブレード側に近づくにつれて小さくなるように設
定された間隔で現像スリーブ周面に対向する第１
の現像剤ガイド面と、第１の現像剤ガイド面の最
近接部から現像剤還流撹拌手段へ掻き取られた現
像剤を導く第２の現像剤ガイド面とを有する整流
板を設けたことを特徴とする。

第２図により説明すると、発明に係る整流板は
現像スリーブ１の軸方向長さと同等の長手寸法を
有し、符号１１で示される如く、一端部が水平部
５ａに重ね合わせてねじ１２で止められており、
該水平部５ａの先端部に対応する部位より斜め下
向きに折曲して第２の現像剤ガイド面１１ａを形
成している。そしてこの第２の現像剤ガイド面１
１a₂は対向する壁面３ａとの間に環流板１３を形
成し、途中から更に折曲して現像スリーブ１周面
と対向するトナーガイド面１１a₁を構成し、途中
から更に水平方向に折曲して端部がケーシング６
の下向曲面部の頂部に接している。

上記第１の現像剤ガイド面１１a₁は羽根車２側
からドクターブレード３側に近づくにつれて対向
間隔がせばまる傾向に設定されている。

このように構成すると前記第１図における力Ｆ
に相当する力であるトナーＴを動かす力F¹は力
Ｆに比べて大きなものとなり、搬送力も増加す
る。それは、トナーＴの流れに従つて次第に現像
スリーブ１との間隔が狭くなるためにトナーＴの
圧力が高まることに因る。しかも、トナーＴの内
部摩擦角に比べて、第１の現像剤ガイド面１１a₁
とトナーＴとの摩擦角は小さいために搬送力のロ
スも少ない。更に、ドクターブレード３の近傍に
整流板１１と現像スリーブ１との距離が最小とな
る稜１１ｂを形成しかつそれに続く第２の現像剤
ガイド面１１a₂を形成しているため、ドクターブ
レード３で掻き取られたトナーＴの圧力が殆んど
全部、抗力Ｒに対向することになる。このことを
理解するには、整流板１１が設けてない第１図の
状況下において、整流板１１が設けられるべき場
所で、トナーＴは剪断されながら流れている様子
を想像するとよい。上記の場合は、トナーＴの内
部摩擦角が大きいためにトナーＴの流れに対して
大きな抵抗が作用しているのである。

ここで、現像スリーブ１の回転とともに行なわ
れるトナーＴの搬送性能について、実験により得
られた結果のいくつかを紹介する。

１ 現像スリーブ１の内側に固定配置されている
固定磁石Ｍの中、第１の現像剤ガイド面１１a₁
と対向している磁石については300〜
1000GAUSSのとき、さらに好ましくは400〜
600GAUSSであるときに良好なトナーの搬送
が行なわれた。

２ 稜１１ｂで規制される、第１の現像剤ガイド
面１１a₁と現像スリーブ１との最小間隔部を通
過するトナーＴの状態が、その密度について、
いわゆるかさ密度程度となし得る様な第１の現
像剤ガイド面１１a₁の傾きとする時が、トナー
の疲労が少ない範囲で、かつ、トナーの適正な
環流に必要な搬送力を得るための調和点であ
る。なお、羽根車２により現像スリーブ１に与
えられるべきトナーＴの量はドクターブレード
３の通過トナー量を安定させるために、ドクタ
ーブレード３を通過後のトナーＴの量の1.2〜
３倍の範囲とするのがよく、現像装置の駆動負
荷を考慮するならば、1.5〜２倍の範囲が最も
好ましい。

３ 第１の現像剤ガイド面１１a₁と現像スリーブ
１の周面との間隔差によるトナーの圧縮比つま
り１ラジアンあたりの、 現像スリーブ周面との最大離間部（稜１
１ｃ部）での間隔(b)／現像スリーブ周面との最近接部
（稜１１ｂ部）での間隔(a) は小さすぎると圧縮効果に伴なう搬送力が十分
に得られず、大きすぎるとトナーの流れがせき
止められる状態となる。

実験によれば、第３図に示す如く現像スリーブ
１の1/2ラジアンの周長に対向する第１の現像剤
ガイド面で、ｂ／ａが2.5〜4.5（圧縮比では５〜９） でトナー搬送効果が大であり、1.5〜６（圧縮比で
は３〜12）で少し効果があり、これら以外では第
４図に示す如くｂ／ａ1.5の場合及び第５図に示す 如くｂ／ａ６の場合で効果は認められなかつた。

以上説明した如く、本発明によれば、整流板に
より発生する圧力で現像剤の搬送力を増すことが
でき、現像剤の環流とともに有効な撹拌を行なう
ことができる。特に、現像剤を高い位置まで押し
上げて搬送することが可能であるからトナー溜り
への落差を十分にとることができ、前記図示した
現像剤の環流撹拌手段に代えて或いはこれに加え
て他の環流撹拌手段を設ける余地も生じ、設計の
自由度も拡大する等の効果を得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術に係る現像装置要部の断面
図、第２図は本発明に係る同上図、第３図乃至第
５図は現像スリーブ周面に対する整流板の傾き具
合について各々説明した図である。 １……現像スリーブ、２……現像剤供給回転部
材としての、羽根車、３……ドクターブレード、
１１……整流板、１１a₁……第１の現像剤ガイド
面、１１a₂……第２の現像剤ガイド面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固定磁石の周囲を回転する円筒状の現像スリ
   ーブと、該現像スリーブ周面に現像剤を供給する
   現像剤供給回転部材と、先端が現像スリーブの周
   面から間隔をおいて配置されていて現像スリーブ
   上の現像剤層の厚さを規制するドクターブレード
   と、このドクターブレードで掻き取られた現像剤
   を現像剤供給回転部材又は現像剤溜り上に分配す
   る現像剤還流撹拌手段を有し、 ドクターブレードにより掻き取られた現像剤を
   現像スリーブの回転力及び掻き取られた現像剤の
   圧力により現像剤還流撹拌手段へと押し出すこと
   により現像剤を循環しつつ撹拌するようにしてい
   る現像装置において、 現像剤供給回転部材とドクターブレードと現像
   剤還流撹拌手段との間であつて、現像剤供給回転
   部材からドクターブレード側に近づくにつれて小
   さくなるように設定された間隔で現像スリーブ周
   面に対向する第１の現像剤ガイド面と、第１の現
   像剤ガイド面の最近接部から現像剤還流撹拌手段
   へ掻き取られた現像剤を導く第２の現像剤ガイド
   面とを有する整流板を設けたことを特徴とする乾
   式現像装置。