JPH0254289A - 画像形成装置 - 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】 −の１ 本発明は、像担持体に潜像を形成し、該潜像を現像装置
にて可視化する画像形成装置に関するものであり、特に
小型、軽量の現像装置を備えた画像形成装置に関するも
のである。

え太立且遣 近年１例えば電子写真方式或いは静電記録方式、の画像
形成装置においては小型化、低コスト化が希求されてお
り、そのために装置の大型化、製造価格の上昇を生ぜし
める傾向にある現像装置の小型化、軽量化、低コスト化
が進められている。

小型化及び軽量化、更には低コスト化を図った現像装置
にあっては、特にトナーとキャリアとを有する２成分現
像剤を使用する現像装置においては、使用により現像装
置内のトナーが消費された場合には、消費に見合ったト
ナーを現像？ｉ装置内補給する必要があるが、単にトナ
ーを補給しただけでは補給トナーと現像装置内の既存の
キャリアとの混合攪拌時間が短かいために、補給トナー
に十分なトリポ付与がなされず１画像上に地力ブリ、反
転カブリが現われることがあった。

このような問題に対しては、現像作動シーケンスの設計
にｈす、トナーとキャリアとの混合攪拌のための空転時
間を長く設定する空転モードを設けることによって解決
する方法もあるが、斯かる方法は、現像作動にて消費す
るトナーの量が少なく、補給すべきトナー量も少ない汎
用複写機等に対しては宥効であるが、トナーの消費量及
び補給量の多いフルカラー複写機等に対しては余り効果
的ではない。

そこで、補給されたトナーを平行に配列した二つのスク
リュータイプの攪拌搬送手段にて既存の現像剤と十分に
混合攪拌してから現像に供するようにした現像装置が提
案されている。更に説明すると、斯る現ｌＩ＆装置は、
現像容器を現像室と、攪拌室とに区画し、攪拌室では補
給されたトナーを搬送手段にて混合攪拌しながら現像容
器両端の開「１部の片方より現像室に搬送し、現像室で
はこの搬送されたトナーで現像し、トナーの消費によっ
てトナー濃度が低下した現像剤を前記他方の開口部から
攪拌室に搬送、循環せしめることによって前述のトリポ
付与の不十分さを解消するようにしたものである。

が　　しよ−　する しかしながら、上記現像装置にあっては、補給されたト
ナーと、トナー濃度が低下した現像剤とを、スクリュー
タイプの攪拌手段にて混合撹拌してこれを現像幅の片側
に搬送せしめるため、例えば現像幅に対して奥側にトナ
ー濃度の高い現像剤が、手前側にトナー濃度の低下した
現像剤が偏在することとなり、画像上、奥側が濃く、手
前側が淡くなる傾向が現われる。

本発明者等は多くの研究実験の結果、スクリュータイプ
の搬送手段のスクリューピッチ及び回転数は、上記問題
を解決するにｈっては極めて重要な要因をなすものであ
ることを見出した０本発明は斯る新規な知見に基づきな
されたものである。

従って、本発明の目的は、現像装置における補給現像剤
に十分なトリポを付与することができ、且つ現像幅全体
にわたって濃度差が存在することがなく、常に均一な濃
度の画像を得ることのできる小型、軽！に１更には低コ
ストの画像形成装置を提供することである。

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。

饗約すれば本発明は、静′＋ｔＳ像が形成される像担持
体と、該像担持体上の潜像を現像する現像装置とを有し
た画像形成装置において、現像装置は、内部が隔壁にて
少なくともｐＪ４１室と第２室とに区画された現像容器
を有し、第１室には、現像容器内から前記像担持体に対
面した現像域へと現像剤を相持し搬送する現像剤担持体
と、該現像剤担持体に隣接しルつ該現像剤担持体の現像
幅方向に沿って配置され、該第１室内の現像剤を該現像
剤拘持体の現像幅方向に沿って一方向に搬送するスクリ
ュータイプの第１搬送手段とを設け、第２室には、前記
第１搬送手段と略平行に配置され、第２室内の現像剤を
前記第１搬送手段とは反対の方向に搬送するスクリュー
タイプの第２搬送手段を設け、前記第１及び第２搬送手
段にて搬送攪拌される現像剤は、前記第１室及び第２室
を隔離する隔壁の現像幅方向の両端に各々形成された開
口部を介して前記第１室及び第２室の間で循環するよう
に構成し、更に、前記第１搬送手段のスフ・リューピッ
チＰ、及び第２搬送手段のスクリューピッチＰｚはＰＩ
＋＝１５〜２０ｍｍ、ＰＺ　＝１５〜２０ｍｍとし、且
つ現像剤担持体の回転数Ｎ０、第１４１送手段の回転数
Ｎ１及び第２搬送手段の回転数Ｎ、はＮｏ：Ｎ＋　　：
Ｎ１：１．９〜２．５：１．９〜２．５としたことを特
徴とする画像形成装置である。好ましくは、Ｎｏ：Ｎ１
：ＮＺはｌ：２．１〜２．３：２．１〜２．３とされる
。

又、本発明の好ましい実施態様においては、現像剤担持
体は、複数の磁極を有した磁石を内蔵した非磁性現像ス
リーブとされ、現像スリーブ内の現像容器内側に配置さ
れた２つの同極性反発磁極の゛なす極間角度の中心線の
延長線近傍に第１搬送手段の中心線が位置しており、又
、第１搬送手段の外周面と、現像スリーブの外周面との
距離は２ｍｍ以内、好ましくは１ｍｍ以内とされる。更
に、現像スリーブ内の反発磁極のうち、現像剤スリーブ
の動きよりみて、上流側にある磁極の磁束密度をＧ＋、
その下流側にある同極性の磁極の磁束密度をＧｚとする
と、Ｇ；≧Ｇ２とされるのが好ましく、又反発磁極間の
角度は８０″〜１２００とされるのが好ましい。

及ム」 次に、本発明に係る画像形ｒ＆装置を図面に即して更に
詳しく説明する。

本発明に係る画像形に＆装置は、例えば、感光体、誘電
体等の像担持体ｌ上に電子写真法、静電記録法等によっ
て形成された潜像を現像装置にて可視化することにより
画像が形成され、該現像された可視像は紙等の転写材に
転写され、定着手段にて永久像とされる。

このような画像形成装置は当業者には周知であるので、
第１図には、巾に像担持体ｌと現像′！Ａ置２のみが図
示され、潜像形成手段、転写子役、転写材給紙手段、定
着手段、その他の画像形成手段等は省略されている。

第１図を参照すると、像担持体ｌに対面して配置された
現１装Ｗ１２は、現像容器３、現像剤担持体としての現
像スリーブ４、現像剤層規制部材としてのブレード５を
有する。

更に説明すると、現像容器３の内部は、第１図の紙面垂
直方向に延在する隔壁６によって現像室（第１室）７と
、攪拌室（第２室）８とに区画され、攪拌室８の上方に
は隔壁９を隔ててトナー収容室１０が形成される。現像
室７及び撹拌室８には１本実施例ではトナーとキャリア
を有した２ｒ＆分現像剤１１が収容され、トナー収容室
１０内には補給１ｆｌ　）ナー（非磁性トナー）１２が
収容きれる。尚、隔壁６には、第１図における手前側と
奥側の端部において、現像室７と撹拌室８とを相連通せ
しめるために開口部（図示せず）が形成されている。

現像容器３の前記現像室７は潜像担持体ｌに対面した現
像域に相当する位置が開口しており、この開口部１３に
一部露出するようにして前記現像スリーブ４が回転可能
に設けられる。

現像スリーブ４は非磁性材料で構成され、現像動作時に
は図示矢印方向に回転し、その内部には磁界発生手段で
ある磁石１４が固定されている。

本実施例にて、磁石１４は現像磁極Ｓ１と、現像剤１１
を搬送する磁極Ｎ、、Ｓｚ、Ｎｚ、Ｎ３とを有する。又
、＠記ブレード５は、アルミニウム（Ａ文）等の非磁性
材料にて構成され、現像スリーブ４の回転方向上流側に
配置されており、現像スリーブ４の表面との間の隙間を
調整することにより現像スリーブ４Ｅを現像域へと搬送
される現像剤１１のψ、具体的には現像スリーブ４上の
現像剤ｋｌの厚さを規制する。従って、本実施例１こお
いては、ブレード５の先端部と現像スリーブ４の表面と
の間を非磁性トナーと磁性粒子の双方が通過して現像域
へ送られる。

又、隔？９には補給口１５が開口しており、該補給口１
５を経て、消費されたトナー量に見合った量の補給用ト
ナー１２が撹拌室８内に落下補給される。

本発明に従えば、上記構成において、更に現像室７内に
は現像スリーブ４に隣接し且つ該現像スリーブ４の現像
幅方向に沿ってスクリュータイプの第１搬送手段１６が
配置される。該スクリュータイプの第１搬送手段１６は
、第２図に図示するように、回転軸１６ａの回りに羽根
部材１６ｂをスパイラル形状に設けたスクリューとされ
、矢印方向に回転し、現像室７の底部にて、現像室７内
の現像剤を現像スリーブ４の現像幅方向に沿って一方向
に搬送する。又、攪拌室８内には、前記スクリュータイ
プの第１搬送手段１６と同様の構造をしたスクリュータ
イプの第２搬送手段１７が第１搬送手段１６と略平行に
配置され、矢印方向に回転し、該攪拌室８内の現像剤を
前記第１搬送手段１６とは反対の方向に搬送する。

このように第１１１ａ送手段１６及び第２搬送手段１７
の回転によって現像剤１１は現像室７と攪拌室８との間
で循環される。

現像室７内の現像剤１１は、内蔵された磁石１４の働き
によって現像スリーブ４に担持され、ブレード５にて層
厚が規制されて現像域へと搬送される。現像域にて現像
作用をなした現像剤は、現像スリーブ４にて現像室７へ
と搬送され１反発磁極Ｎ３．ＮＺにより現像スリーブ４
上より、第１搬送手段１６へとかき落されて回収される
。

本発明者等の研究実験の結果によると、上述のような現
像剤の搬送及び回収を効率的に行なうには、現像スリー
ブ４と第１搬送手段１６の最近接間隔ｄを２ｍｍ以内、
好ましくは１ｍｍ以内とすることが必要である。つまり
、このような寸法配置とすることにより、現像剤１１を
反発磁極Ｎ３で効率よくかき落し、又かき落された現像
剤１１を他方の反発磁極Ｎ、に速やかに供給することが
可能となる。

又、Ｎ、−８３なる反発磁極の極間は本実施例では９５
°とされるが、その極間角度の中心線の延長線上近傍に
第１搬送手段１６の中心点０１が位置することが好まし
く、上記した現像剤１１の＠理性を向とさせることが可
能となる０本実施例では、第１図にて０Ｉ＝４７″、０
２＝４８°とすることにより好結果を得ることができた
。

反発磁極Ｎ、−Ｎｌの極ｍ１角度が１２０’を超えると
、現像剤１１のＮｚへの供給が不良となり、８００以下
となると、反発の効果が不良となり、所謂スリーブゴー
スト等の悪影響が発生する。

又、本発明者等の研究実験によると、Ｎ３の磁束密度を
Ｇ、、ＮＺの磁束密度をＧ２とすると、現像剤の循環性
をより一層向上せしめるには、Ｇ≧Ｇ、とすることが好
ましいことが分かった。

本実施例では、Ｇ＋　＝５００Ｇ、Ｇｚ　＝３０．０Ｇ
とすることにより好結果が得られた。

本発明によれば、第１及び第２搬送手段１６゜１７のス
クリューピッチＰＩ、ＰＺは、Ｐｌ＝１５〜２０ｍｍ、
Ｐｚ＝１５〜２０ｍｍとなるように選択される。上述の
如き現像装置の構成においては、このような寸法構成に
て、現像剤の搬送循環を極めて良好に行なうことができ
た。

本発明に従えば、現像スリーブ４の回転数をＮＯ１第１
搬送手段１６の回転数′をＮ１、そして第２搬送手段１
７の回転数をＮＺとすると、ＮＯ：Ｎｌ　　：ＮＺ＝ｌ
：１．９〜２．５：１．９〜２゜５とされることが重要
である。この点について次に説明する。

本発明の効果を実証するために、第１表に示す諸元に基
づき実験を行なった。実験は、現像スリーブ４の回転数
ＮＯを固定し、第１、第２搬送手段１６．１７の回転数
Ｎ、　、Ｎｚと、スクリューピッチＰ、、ＰＺとを種々
変化させた時の画像上の奥側と手前側の濃度差を測定し
た。実験結果を第２表及び第３表に示す。

第１表 第２表 第３表 回転比（）内はスクリューピッチを示す（■）第２表は
、第１及び第２搬送手段１６．１７のスクリューピッチ
Ｐ、、Ｐｚを種々に変えた場合の実験結果を示す、第２
表にてＡ−Ｅは次のことを意味する。

Ａ：現像剤の循環は成立するが、現像剤の送り量が減少
するためにトナー消費とトナー補給のバランスがくずれ
易く、トナー濃度制御のリップルが大となった。

Ｂ：現像剤が第１図上奥側に片寄った。現像剤が奥側に
片寄ると、第２搬送手段ヒに補給されたトナーを攪拌す
るためのスクリューの送り方向にある現象剤の送り量そ
のものが不足し、充分なトリボを付与することが出来ず
に、現像スリーブとに反映され、地力ブリ、トナー飛散
等の忠影響が発生した。

Ｃ；現像剤が第１図１−手前側に片寄った。現像剤が手
前側に片寄ると、補給されたトナーが、スクリューの送
り方向にある過剰現像剤と攪拌されるとともに、現像剤
が過度に片寄っているために、トリボ付与能力が大とな
り画像が淡くなり易かった。

Ｄ；現像剤の循環は成立するが、現像剤の送り量が増加
するために補給されたトナーに充分なトリポが付与され
ずに現像スリーブとに反映され、地力ブリ、トナー飛散
等の悪影響が発生した。

Ｅ：現像剤の循環、補給トナーのトリポ付与、トナー濃
度のリップル等充分に満足し得るものであった。

又、第３表に示す結果から明らかなように、実験間、３
．４．５において好結果が得られ、特に実験間、４にお
いて最良の結果が得られた。

このことは、本発明が通常の白黒複写機に具現化された
場合には、現像装置はＮ０、３．４．５のいずれの構成
としても良いことを示すとともに、フルカラー複写機の
ように微妙なカラーバランスを要求される画像形成装置
に具現化された場合には現像装置としては間。４の構成
を採用するのが好適であることを示している。

従って、本発明によれば、第１、第２４１送手段１６．
１７のスクリューピッチＰＩ　、Ｐ、をＰ＝　１５〜２
０ｍｍ、ＰＺ　＝　１５〜２０ｍｍとするとともに、現
像スリーブ４と第１、第２搬送手段１６．１７の各回転
数比Ｎ０、Ｎ１．ＮｚをＮ。

：　Ｎ　１　　：　Ｎ　ｚ　＝１　：　ｌ　、　９〜２
．５：１．９〜２．５、好ましくはＮｏ：Ｎ１　：Ｎ１
：２゜１〜２．３：２．１〜２．３とし、更に、反発磁
極の位置と磁束密度の関係を前述の如き構成とすること
で１画像上の奥側と手前側における濃度差は解消される
。

尚、本発明者等の研究実験の結果によると、現像スリー
ブ４の周速を１とした場合に、潜像担持体１の周速を０
．５〜２．０の範囲で変えても、本発明の効果は同様に
達成されることが分かった。

上記構成の現像装置は、特に２成分の現像剤を使用した
場合に効果があるが、勿論、ｌ成分現像剤を使用するこ
ともできる。又、本発明の画像形成装置は、白黒画像を
得る画像形成装置のみならず１．２色或いはそれ以−ヒ
の多色画像を得る画像形成装置とすることもできる。

魚」Ｌ口」Ｌ釆 以上の如くに構成される本発明に係る画像形成装置は、
補給現像剤に充分なトリポを付与し、現像幅に沿った現
像剤濃度を均一とし１画像上の奥側と手前側の濃度差を
解消することができ、常時良好な画像を得ることができ
、しかも、装置自体が小型、軽睦、低コストであるとい
う利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略
断面図である。 第２図は、スクリュータイプの搬送手段の部分正面図で
ある。 ：現像装置 ：現像容器 ：現像剤担持体（現像スリーブ） ：第１室（現像室） ：第２室（攪拌室） １４：磁石 １６．１７：第１、 第２搬送手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）静電潜像が形成される像担持体と、該像担持体上の
   潜像を現像する現像装置とを有した画像形成装置におい
   て、現像装置は、内部が隔壁にて少なくとも第１室と第
   ２室とに区画された現像容器を有し、第１室には、現像
   容器内から前記像担持体に対面した現像域へと現像剤を
   担持し搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に隣接
   し且つ該現像剤担持体の現像幅方向に沿って配置され、
   該第１室内の現像剤を該現像剤担持体の現像幅方向に沿
   って一方向に搬送するスクリュータイプの第１搬送手段
   とを設け、第２室には、前記第１搬送手段と略平行に配
   置され、第２室内の現像剤を前記第１搬送手段とは反対
   の方向に搬送するスクリュータイプの第２搬送手段を設
   け、前記第１及び第２搬送手段にて搬送攪拌される現像
   剤は、前記第１室及び第２室を隔離する隔壁の現像幅方
   向の両端に各々形成された開口部を介して前記第１室及
   び第２室の間で循環するように構成し、更に、前記第１
   搬送手段のスクリューピッチＰ＿１及び第２搬送手段の
   スクリューピッチＰ＿２はＰ＿１＝１５〜２０ｍｍ、Ｐ
   ＿２＝１５〜２０ｍｍとし、且つ現像剤担持体の回転数
   Ｎ＿０、第１搬送手段の回転数Ｎ＿１及び第２搬送手段
   の回転数Ｎ＿２はＮ＿０：Ｎ＿１：Ｎ＿２＝１：１．９
   〜２．５：１．９〜２．５としたことを特徴とする画像
   形成装置。