JPH04191876A - 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】 業　　の　１ 本発明は、電子写真方式等を利用した画像形成装置にお
いて、像担持体上に形成した潜像を現像してトナー像と
して可視化するのに用いられる現像装置に関し、特に現
像にトナーとこれに電荷を付与するキャリアとを混合し
た二成分現像剤を用いる現像装置に関する。

近年、電子写真方式或いは静電記録方式を利用した画像
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、そのため画像形成装置の大型化、製造コストの上
昇をもたらす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。

ところで、トナーとこれに電荷を付与するキャリアとを
混合した二成分現像剤を使用する現像装置では、現像に
より現像装置の現像容器内に収容した現像剤のトナーが
消費された場合に、消費に見合ったトナーを補給する必
要があるが、単にトナーを補給しただけでは、トナーと
キャリアとの混合時間が短いために、トナーに十分な摩
擦帯電電荷（トリボ）が付与されず、現像により得られ
る画像に地力ブリや反転カブリが現れることがあった。

このような問題は、特に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おいて顕著である。

そこでこの問題の解決するために、現偉容器内に２つの
スクリュータイプの現像剤撹拌・搬送手段を平行に配設
して、補給されたトナーを現像剤と十分に混合、撹拌し
てから現像に供給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、この現像装置は、現像容器が両端に開
口部を有する隔壁により現像室と撹拌室とに区画され、
撹拌室では補給されたトナーを一方の現像剤撹拌・搬送
手段により攪拌、混合しながら隔壁の一方の開口部を通
って現像室内に搬送し、現像室では搬送されたトナーを
用いて現像を行ない、現像によりトナーを消費して現像
剤のトナー濃度が低下したことを、現像容器内に設置し
た現像剤濃度検知手段により検知する一方、そのトナー
濃度の低い現像剤を他方の現像剤撹拌・搬送手段により
隔壁の他方の開口部を通って撹拌室内に搬送し、撹拌室
内で搬送された現像剤と上記の濃度検知手段の検知信号
に応じて補給されたトナーとを再度混合、撹拌させ、こ
のように現像剤を循環して使用することにより、上述の
不十分になりがちなトナーへの摩擦帯電電荷の付与の問
題を解消するようにしたものである。

Ｂが　　しよ　とする・ 上記従来の現像装置では、現像剤濃度検知手段を現像容
器内の２つの撹拌・搬送手段による現像剤の循環路上に
設けることにより、現像時の消費量に見合った量のトナ
ーを効率よく補給でき、現像剤の濃度を応答性よく一定
に維持することができる。

しかしながら、現像剤の循環路上に濃度検知手段を設け
ることから、撹拌・搬送手段による搬送で圧縮して循環
される現像剤の圧縮状態が濃度検知手段の付近で変化し
易い。現像剤の圧縮状態が変化すると、それに伴ない濃
度検知手段からの現像剤濃度の出力信号も影響を受け、
正確な現像剤濃度が検知できなくなって、現像剤濃度を
長期に亙って安定して維持することが困難になる。

更に長期間の画像形成に現像装置を使用した場合、現像
剤の一部が飛散等により現像装置外へ漏出してしまい、
現像容器内の現像剤量が僅かすってはあるが減少する。

この現像剤の量が減少した場合にも、濃度検知手段の付
近での現像剤の圧縮状態が変化するので、同様に、正確
な現像剤濃度の検知ができなくなって、安定した現像剤
濃度の維持が困難になる。

従って本発明の目的は、現像容器内の撹拌・搬送手段に
よる二成分現像剤の循環路上に設けた現像剤濃度検知手
段の付近において、２つの撹拌・搬送手段による搬送に
よって循環される現像剤の圧縮状態を変化させることな
（一定に保持することにより、濃度検知手段により現像
剤のトナー濃度を正確に検知して、トナーの補給により
現像剤の濃度を長期間に亙って安定して維持することを
可能とした現像装置を提供することである。

・　を　　するための 上記目的は本発明に係る現像装置にて達成される。要約
すれば本発明は、二成分現像剤を担持して像担持体と対
向した現像領域へと搬送する現像剤担持体が設置された
、前記二成分現像剤を収容した現像容器内に、前記現像
剤担持体と平行にスクリュータイプの第１の現像剤撹拌
・搬送手段と、前記第１の撹拌・搬送手段と平行且つ両
端部に開口部を有する隔壁により隔置して、前記第１の
撹拌・搬送手段と前記現像剤の搬送方向が逆方向のスク
リュータイプの第２の現像剤撹拌・搬送手段と、前記第
１、第２の撹拌・搬送手段にまる前記現像剤の循環路上
に前記現像剤のトナー濃度を検知する現像剤濃度検知手
段とが設置された現像装置において、前記第１又は第２
の攪拌・搬送手段の少な（とも一部に前記現像剤の搬送
速度を遅くする部分を設け、前記現像剤の循環路上の、
前記現像剤の搬送速度を遅くした部分の搬送方向上流側
近接位置に対応した位置に前記現像剤濃度検知手段を設
置したことを特徴とする現像装置である。

叉」１世 以下、本発明の実施例について詳細に説明する。

第１図は、本発明の現像装置の一実施例を示す構成図で
ある。

本現像装宣２は、画像形成装置の例えば感光体、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して、トナー像として可視化する
もので、画像形成装置は、このようにトナー像を形成し
、そのトナー像を紙等の転写材上に転写し、定着手段に
より転写材上に永久像として定着して、転写材上に画像
を得ている。

現像装置２は、第１図に示すように、現像容器３、現像
剤担持体としての現像スリーブ４及び現像剤規制部材と
してのブレード５を備える。

上記現像容器３の内部は、第１図の紙面に垂直な方向に
延在する隔壁６によって現像室７と撹拌室８とに区画さ
れ、現像室７及び撹拌室８内にはトナーとキャリアとを
混合した二成分現像剤１１が収容されている。現像室７
で余分となった現像剤１１を撹拌室８側に回収できるよ
うにするために、隔壁６は上方部が開放され、又現像室
７内と撹拌室８内とを連通ずるために、隔壁６は第１図
の紙面の手前側と奥側の両端部に開口部が設けられてい
る。

上記の現像容器３の現像室７側には、像担持体１と対面
した箇所に開口部１３が設けられ、前記の現像スリーブ
４が開口部１３に一部露出するようにして現像室７内に
回転可能に配設されている。現像スリーブ４は非磁性材
料で形成され、その内部に磁界発生手段の磁石１４が不
動に設置されている。現像スリーブ４は、現像動作時に
は図示矢印方向に回転する。本実施例では、磁石１４は
、現像極Ｓ１と現像剤１１を搬送する搬送極Ｎ、、Ｓ、
、Ｎ、、Ｎ、とを有する。

前記のブレード５は、アルミニウム等の非磁性材料で形
成され、像担持体ｌと現像スリーブ４とが対向した現像
領域よりも現像スリーブ４の回転方向上流側の位置に、
現像スリーブ４と間隙を開けて配設されている。ブレー
ド５と現像スリーブ４との間隙を調整することにより、
現像スリーブ４上に担持して現像領域へと搬送される現
像剤１１の量、具体的には現像スリーブ４上に担持した
現像剤１１の層厚がブレード５で規制される。

現像剤室７内下部には、現像スリーブ４の長手方向（現
像幅方向）に沿ってこれと隣接して平行にスクリュータ
イプの第１現像剤撹拌・搬送手段１６が配設される。第
１撹拌・搬送手段１６は、第２図に示すように、回転軸
１６ａの周囲に羽根部材１６ｂをスパイラル状に設けた
スクリューとなっており、矢印方向に回転して現像室７
内の現像剤１１を、現像剤室７の底部において現像スリ
ーブ４の長手方向に沿って一方向に搬送する。

撹拌室８内下部には、第１現像剤撹拌・搬送手段と同様
なスクリュータイプの第２現像剤撹拌・搬送手段１７が
、第１撹拌・搬送手段１６と略平行に配設されている。

第２撹拌・搬送手段１７は、回転軸１７ａの周囲に羽根
部材１７ｂを第１撹拌・搬送手段１６のときとは逆方向
のスパイラル状に設けてなっており、第１撹拌・搬送手
段１６と同方向に回転することにより、撹拌室８内の現
像剤１１を第１撹拌・搬送手段１６とは逆方向に搬送す
る。

このような第１、第２の撹拌・搬送手段１６．１７によ
る搬送により、現像剤１１は隔壁６の両端部の開口部を
通って現像室７と撹拌室８との間を循環される。

現像室７内において現像剤１１は、現像スリーブ４内の
磁石１４の作用によって現像スリーブ１１上に担持され
、ブレード５の箇所で層厚を規制されながら現像スリー
ブ１１の回転に伴ない現像領域へと搬送される。そして
現像領域で現像作用を為した現像剤１１は、現像スリー
ブ４の回転により現像室７内へと搬送され、磁石１４の
反撥磁極である磁極Ｎ、、Ｎ、により現像スリーブ１４
上から剥取って、第１撹拌・搬送手段１６上へ落下、回
収される。回収された現像剤１１は、第１撹拌・搬送手
段１６の回転に伴ない撹拌、搬送されながら、磁石１４
の一方の反撥磁極Ｎ、の作用によって現像スリーブ４上
に汲み上げられ、現像剤規制部まで搬送される。

現像剤規制部は略現像室７の上方の現像容器３内の部分
に設けられたキャリア返し２１と前記のブレード５とか
らなっており、現像剤規制部に搬送された現像剤１１は
、キャリア返し２１の部分で図に太い矢印で示したよう
な動きをし、ブレード５を経て現像領域へ搬送される部
分と、キャリア返し２１により押し戻されて隔壁６の上
部を超えて現像室７から撹拌室８内へ落下する部分とに
別れる。撹拌室８内に落下した現像剤は、撹拌室８内に
補給されたトナーと混ざり合ったばかりの現像剤と混合
され、再度現像室１６側へ搬送される。

上記の撹拌室８゛内へのトナーの補給は、図示しない補
給槽から行なわれる。トナーの補給は、現像剤１１の循
環路上の適当な位置、本例ではキャリア返し２１の現像
スリーブ４上の位置に設けられた現像剤濃度検知手段２
２からの検知信号に応じた補給量で行なわれる。本発明
では、現像剤濃度検知手段２２は公知の現像剤光反射方
式の濃度検知手段を用いているが、現像剤のインダクタ
ンスを介して濃度を検知するものでもよい。

ここで重要なのは、現像剤濃度検知手段２２付近の現像
剤１１の圧縮状態が一定に保たれているということであ
る。第１図のように現像剤濃度検知手段２２の付近が現
像剤１１で満たされており、余分な現像剤がキャリア返
し２１により押し戻されて攪拌室８側へ落下する状態で
あれば、現像剤量に多少の変動があっても現像剤濃度検
知手段２２の付近の現像剤は圧縮状態が一定であり、現
像剤の濃度が正確に検知され、このため安定した濃度制
御を行なうことができる。

しかしながら、第３図に示すように、現像剤１１の量が
減少し、現像スリーブ４上に汲み上げられた現像剤がキ
ャリア返し２１の箇所で滞留せず、そのままブレード５
を経て現像領域へ搬送される状態になってしまうと、現
像剤濃度検知手段２２付近の現像剤の圧縮状態は変化し
、現像剤の濃度検知が正確に行なわれず、濃度制御も不
安定になってしまう。現像容器３内の現像剤１１の循環
のバランスが辛うじて保たれている場合には、環境変動
や現像剤量が初期より減少したとき、第３図のように、
現像剤濃度検知手段２２の付近で現像剤１１の滞留がな
い状態になってしまい、現像剤濃度検知が不安定になっ
てしまう。

そこで本実施例では第２図に示すように、第１撹拌・搬
送手段１６の羽根部材１６ｂのスパイラルのピッチを撹
拌・搬送手段１６の途中から搬送方向下流に向けてＰｌ
からＰ２に小さくして、そのピッチを変更した部分で現
像剤１１の搬送速度を遅くすると共に、キャリア返し２
１への現像剤濃度検知手段２２の設置位置を、上記のピ
ッチを変更した部分、つまり搬送速度を遅くした部分の
現像剤搬送方向りの上流側近接位置に対応した位置とし
た。

これによれば、キャリア返し２１の箇所に上記の搬送速
度を遅くした部分から現像剤１１の滞留が始まり、キャ
リア返し２１の箇所の現像剤１１に、搬送速度を遅（し
た部分に対応した位置付近で一定の安定した圧縮状態が
得られる。従って上記の搬送速度を遅くした箇所の現像
剤搬送方向上流側近接位置に対応したキャリア返し２１
の位置に現像剤濃度検知手段２２を設置すれば、一定の
安定した圧縮状態下で濃度検知手段２２により現像剤１
１の濃度を検知することができ、常に現像剤１１の正確
な濃度検知ができる。その結果、トナー補給により現像
剤１１の安定した濃度制御を行なうことができる。

本実施例の一例を示せば、第１、第２の撹拌・搬送手段
１６．１７の回転軸１６ａ、１７ａの径が８ｍｍ、羽根
部材１６ｂ、１７ｂの外径が２０ｍｍのとき、羽根部材
１６ｂのスパイラルのビッチを１７ｍｍ、羽根部材１７
ｂのスパイラルのピッチを２０ｍｍとすると、第１、第
２の撹拌・搬送手段１６．１７による現像剤１１の搬送
がバランスしてしまうので、キャリア返し２１の箇所で
現像剤１１の沸留を生じさせるために、第１撹拌・搬送
手段１６の長平方向の途中でその羽根部材１６ｂのスパ
イラルのピッチをＰ　＋　＝　１７　ｍ　ｍからＰ　２
　＝　１５　ｍ　ｍに小さくした。又現像剤濃度検知手
段２２は上記のピッチを変更した部分の上流側近接位置
に対応したキャリア返し２１の位置に設置した。その結
果、一定の圧縮状態下で濃度検知手段２２により現像剤
１１の濃度を正確に検知することができ、その検知結果
に基づきトナーを補給することにより現像剤１１の安定
した濃度制御ができた。

第４図は、本発明の現像装置の他の実施例における第１
撹拌・搬送手段を示す正面図である。

本実施例におけろ第１現像剤撹拌・搬送手段１６は、現
像剤１１の撹拌効率を向上するために、その回転軸１６
ａの羽根部材１６ｂのスパイラルの間にフィン１６ｃが
設けられているが、スパイラル間のピッチは変更してい
ない。その代わりに本実施例では、回転軸１６ａの羽根
部材１６ｂのスパイラル間に２本のフィン１６ｃを設け
て千鳥配置にした部分と、１本のフィン１６Ｃしか設け
ず千鳥配置にしない部分とに、フィン１６ｃの配置に区
別を設けた。

これによれば、フィン１６ｃを千鳥配置にした部分より
も千、鴨装置にしない部分で現像剤１１の搬送速度が遅
くなり、キャリア返し２１０箇所に上記の搬送速度を遅
くした部分から現像剤１１の滞留が始まって、キャリア
返し２１の箇所の現像剤１１に、搬送速度を遅くした部
分に対応した位置付近で一定の安定した圧縮状態が得ら
れる。従って上記の搬送速度を遅くした部分の現像剤搬
送方向上流側近接位置に対応したキャリア返し２１の位
置に現像剤濃度検知手段２２を設置すれば、同様に、一
定の安定した圧縮状態下で現像剤１１の濃度を検知して
、常に現像剤１１の正確な濃度を得ることができ、現像
剤１１の安定した濃度制御を行なうことができる。

第５図は、本発明の現像装置の更に他の実施例における
第１撹拌・搬送手段を示す正面図である。

本実施例でも、第１現像剤攪拌・搬送手段１６は、回転
軸１６ａの羽根部材１６ｂのスパイラル間のピッチが変
更されておらず、スパイラル間にはフィン１６ｃ、１６
ｄが設けられている。本実施例では、このフィン１６ｄ
の＠Ｌ２をフィン１６ｃの幅Ｌ＋よりも大としている。

これによれば、第１撹拌・搬送手段１６の幅り、のフィ
ン１６ｃよりも幅が広い幅Ｌ２のフィン１６ｄの部分で
現像剤１１の搬送速度が遅くなるので、キャリア返し２
１の箇所に上記の搬送速度を遅くした部分から現像剤１
１の滞留が始まって、キャリア返し２１の箇所の現像剤
１１に、搬送速度を遅くした部分に対応した位置付近で
一定の安定した圧縮状態が得られる。従って上記の搬送
速度を遅くした部分の現像剤搬送方向りの上流側近接位
置に対応したキャリア返し２１の位置に現像剤濃度検知
手段２２を設置すれば、同様に、常に一定の安定した圧
縮状態下で濃度検知手段２２により現像剤１１の濃度を
正確に検知することができ、現像剤１１の安定した濃度
制御ｍを行なうことができる。

以上の実施例では、いずれも第１現像剤撹拌・搬送手段
１６の搬送方向の途中に現像剤１１の搬送速度を遅くし
た部分を設けて、その搬送速度を遅（した部分の搬送方
向上流側近接位置に対応したキャリア返し２１の位置な
ど、現像剤１１の循環路上における上記の搬送方向上流
側近接位置に対応した位置に現像剤濃度検知手段２２を
設置したが、本発明はこれに限られず、第１現像剤撹拌
・搬送手段１６に対し、第２現像剤撹拌・搬送手段Ｉ７
の搬送速度を僅かに遅（して、現像剤１１の搬送路上の
、第１撹拌・搬送手段１６の搬送方向上流先端位置に対
応した位置に、現像剤濃度検知手段２２を設置してもよ
い。第１撹拌・搬送手段１６の搬送方向上流先端位置に
対応した現像剤１１の循環路上の位置付近で、現像剤１
１に−定の安定した圧縮状態が得られ、同様に、現像剤
濃度検知手段２２により一定の安定した圧縮状態下で現
像剤１１の濃度を検知して、現像剤１１の濃度を常に正
確に検知することができる。

更に以上の第１の現像剤撹拌・搬送手段１６についての
ことを代わりに第２の現像剤撹拌・搬送手段１７に行な
ってもよく、又第２の撹拌・搬送手段１７についてのこ
とを代わりに第１の撹拌・搬送手段について行なっても
よい。

１豆立力Ｉ 以上説明したように、本発明の現像装置では、二成分現
像剤を収容した現像容器内に設置されたスクリュータイ
プの第１の現像剤撹拌・搬送手段、又は第１の撹拌・搬
送手段と両端部に開口部を有する隔壁で隔置された、現
像剤搬送方向が逆向きのスクリュータイプの第２の現像
剤撹拌・搬送手段の少なくとも一部に現像剤の搬送速度
を遅くする部分を設けて、第１、第２の撹拌・搬送手段
の搬送による現像剤の循環路上の、上記の搬送速度を遅
くした部分の搬送方向上流側近接位置に対応した位置に
現像剤濃度検知手段を設置したので、現像剤濃度検知手
段の付近において現像剤の圧縮状態を変化させることな
く一定に保持して、濃度検知手段により現像剤のトナー
濃度を正確に検知することができる。その結果、トナー
の補給により現像剤の濃度を長期間に亙って安定して維
持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の現像装置の一実施例を示す構成図で
ある。 第２図は、第１図の現像装置に設けられた第１現像剤撹
拌・搬送手段を示す正面図である。 第３図は、第１図の現像装置の現像容器内に設置された
現像剤濃度検知手段の付近で現像剤の滞留がない状態を
示す説明図である。 第４図は、本発明の現像装置の他の態様における第１現
像剤撹拌・搬送手段を示す正面図である。 第５図は、本発明の現像装置の更に他の態様における第
１現像剤攪拌・搬送手段を示す正面図である。 ２：現像装置 ３：現像容器 ６：隔壁 １６：第１現像剤攪拌・搬送手段 １６ａ：回転軸 １６ｂ二羽根部材 １６ｃ、１６ｄ：フィン １７：第２現像剤撹拌・搬送手段 ２１：キャリア返し ２２：現像剤濃度検知手段 ２、−／ １６　　　□　　　１６１） Ｄ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）二成分現像剤を担持して像担持体と対向した現像領
   域へと搬送する現像剤担持体が設置された、前記二成分
   現像剤を収容した現像容器内に、前記現像剤担持体と平
   行にスクリュータイプの第１の現像剤撹拌・搬送手段と
   、前記第１の撹拌・搬送手段と平行且つ両端部に開口部
   を有する隔壁により隔置して、前記第１の撹拌・搬送手
   段と前記現像剤の搬送方向が逆方向のスクリュータイプ
   の第２の現像剤撹拌・搬送手段と、前記第１、第２の撹
   拌・搬送手段による前記現像剤の循環路上に前記現像剤
   のトナー濃度を検知する現像剤濃度検知手段とが設置さ
   れた現像装置において、前記第１又は第２の撹拌・搬送
   手段の少なくとも一部に前記現像剤の搬送速度を遅くす
   る部分を設け、前記現像剤の循環路上の、前記現像剤の
   搬送速度を遅くした部分の搬送方向上流側近接位置に対
   応した位置に前記現像剤濃度検知手段を設置したことを
   特徴とする現像装置。