JPH05107930A

JPH05107930A - 現像装置

Info

Publication number: JPH05107930A
Application number: JP3297636A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Saito; 洋輔西東; Masayasu Anzai; 正保安西; Shinichi Nishino; 慎一西野; Yoshitaka Fujinuma; 善隆藤沼
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 1991-10-18
Filing date: 1991-10-18
Publication date: 1993-04-30

Abstract

(57)【要約】【目的】回転するスクリユー状の撹拌部材によつて生
じる粗密を抑え、高画質が得られる現像装置を提供す
る。【構成】スクリユー状の撹拌部材３と現像剤担持体５
間に直接現像剤６を現像剤担持体５に搬送するのを防ぐ
邪魔部材７を設け、その邪魔部材７の後端位置を、現像
剤担持体５の回転中心２９と攪拌部材３の回転中心３１
とを結ぶ直線３２と、前記攪拌部材３の外周の接点３３
と前記現像剤担持体５の回転中心２９とを結ぶ直線３４
とで囲まれる範囲におく。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原稿画像に対応した静
電潜像を顕像化する例えば複写機やレーザビームプリン
タ等の画像形成装置に使用される現像装置に係り、特に
現像剤容器内にスクリユー状の撹拌部材を備えた現像装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法を利用した複写機やレーザビ
ームプリンタでは、トナーとキヤリアとからなる２成分
現像剤が常用されている。２成分現像剤では記録時にト
ナーのみが消費されるため、消費されたトナー分だけ新
しいトナーを補給する必要がある。

【０００３】この２成分現像剤のキヤリアは鉄粉やフエ
ライト粒子で構成され、一方、トナーは樹脂材を主体に
したものであるから、トナーとキヤリアとの間には比重
差がある。そのためトナーとキヤリアを十分に攪拌、混
合しないまま現像に供すると、画像の濃度むらを生じ
る。

【０００４】このトナーとキヤリアの攪拌、混合を良好
に行うため、例えば特開平２−２８７４７０号公報に記
載されているような構成の現像装置が提案されている。

【０００５】図１１は、この提案された現像装置の一部
を示す断面図である。図中の１００は感光体ドラム（図
示せず）と対向するように配置された現像剤担持体で内
側に複数の磁極を有する固定状態のマグネツトロール１
０１と、そのマグネツトロール１０１の外周に回転可能
に設けられたスリーブ１０２とを有している。

【０００６】１０３は現像剤担持体１００の斜め下方に
それと平行に配置された第１攪拌部材、１０４はこの第
１攪拌部材１０３よりも斜め上方に配置された第２攪拌
部材であり、両攪拌部材１０３、１０４は図に示すよう
に同じ方向に回転されるが、攪拌部材１０３、１０４の
取り付けられている翼の巻付け方向が互いに逆であるか
ら、攪拌部材１０３、１０４の回転によって現像剤１０
５は互いに逆方向に搬送される。

【０００７】１０６は前記現像剤担持体１００と第１攪
拌部材１０３との間に配置された邪魔部材で、先端部が
若干下向きに傾斜した前部１０７と、その前部１０７か
らほぼ水平方向に延びた後部１０８とからなり、断面形
状がほぼ「く」の字形をしている。第１攪拌部材１０３
の回転によって現像剤担持体１００側に供給される現像
剤１０５を一旦この邪魔部材１０６に衝突させて現像剤
１０５を攪乱させたのち、現像剤担持体１００側に供給
しようとするものである。

【０００８】画像形成装置（現像装置）の小型化に伴っ
て現像剤担持体１００と第１攪拌部材１０３の距離が狭
くなると、スリーブ１０２上の現像剤層の密度が第１攪
拌部材１０３の谷に対向している部分と山に対向してい
る部分とで異なる。すなわち、第１攪拌部材１０３の山
の部分と対向している部分では現像剤１０５が圧縮され
ることになり、そのために密度差を生じる。この現像剤
の密度差は、結局、転写紙上において画像の濃度むらと
して直接現れ、画像品質の低下を招く。

【０００９】このようなことが生じないようにするため
に、前述のように現像剤担持体１００と第１攪拌部材１
０３との間に邪魔部材１０６が配置され、第１攪拌部材
１０３の山の部分の影響をなくしている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところでこの現像装置
においては、邪魔部材１０６が図１１に示すように第１
攪拌部材１０３の上方を覆っている。そのため現像容器
内の現像剤１０５の量が少なくなると、第１攪拌部材１
０３による現像剤担持体１００への現像剤１０５の供給
が邪魔部材１０６によって阻害され、そのために現像が
不十分になり画像品質の低下を招く心配がある。

【００１１】またこのようなことが起こらないようにす
るためには、現像容器内の現像剤１０５のレベルを常に
高く維持する必要があるが、現像剤１０５のレベルを高
く維持するということは、第１攪拌部材１０３が現像剤
１０５内に深く埋められることであり、そうなれば第１
攪拌部材１０３の回転による現像剤１０５の攪拌、混合
の効果が減退して、そのために画像品質の低下を招く心
配がある。

【００１２】本発明の目的は、このような従来技術の難
点を解消し、画像品質の高い現像が可能な現像装置を提
供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明は、トナーとキヤリアを主成分とする現像剤
と、その現像剤を収容する現像剤容器と、その現像剤容
器内に配置され、内側に複数の磁極を有する固定状態の
マグネツトロールと、そのマグネツトロールの外周に回
転可能に設けられたスリーブとを有する筒状の現像剤担
持体と、前記現像剤を混合、撹拌しながらその現像剤を
前記現像剤担持体に供給するために、その現像剤担持体
の周面と対向するように現像剤担持体と平行に配置され
たスクリユー状の撹拌部材と、その撹拌部材と現像剤担
持体との間に配置されて、撹拌部材からの現像剤が直接
現像剤担持体に搬送されるのを防止する邪魔部材とを備
えた現像装置を対象とするものである。そして前記邪魔
部材の後端部は、現像剤担持体の回転中心と前記攪拌部
材の回転中心とを結ぶ直線と、前記攪拌部材の外周の接
点と前記現像剤担持体の回転中心とを結ぶ直線とで囲ま
れる範囲内まで延びていることを特徴とするものであ
る。

【００１４】

【作用】本発明は前述のような構成になつており、邪魔
部材の後端部を前述のような所定の位置に配置すること
により、撹拌部材により形成される現像剤の粗密を有効
に解消するとともに、現像剤担持体への現像剤の供給が
スムースとなり、そのために画像品質の高い現像が可能
な現像装置をを提供することができる。

【００１５】

【実施例】次に本発明の実施例を図とともに説明する。
図１は実施例に係る現像装置の断面図、図２は各部材の
配置を模式的に示した平面図、図３は邪魔部材の斜視
図、図４は攪拌部材の斜視図、図５は攪拌補助部材の取
り付け状態を示す平面図、図６は仕切り板の斜視図であ
る。

【００１６】ドラム状の感光体９は帯電器１０のコロナ
放電により周面が均一に帯電された後、半導体レーザや
ＬＥＤ等の光源１１により原稿画像に対応した潜像が形
成される。そして後で詳述する現像装置において現像剤
６のうちのトナーのみが感光体９の周面に付着して潜像
の顕像化（現像）がなされ、そのトナー像が所定のタイ
ミングで搬送されてきた転写紙（図示せず）に転写さ
れ、定着された後に排紙トレイ（図示せず）に搬送され
る。

【００１７】現像装置の現像剤容器１内には、感光体９
と所定の間隔をおいて対向する現像剤担持体５が配置さ
れている。この現像剤担持体５は周知のように内側に複
数の磁極Ｓ₃，Ｎ₂，Ｓ₂，Ｎ₁，Ｓ₁を有する固定状
態のマグネツトロール１８と、そのマグネツトロール１
８の外側に回転可能に設けた導電性のスリーブ１９とか
ら構成されている。

【００１８】現像剤担持体５の斜め下方でかつ現像剤容
器１の底部付近には、スクリユー状の第１撹拌部材３が
現像剤担持体５と平行に配置されている。また現像剤容
器１の底部付近でかつ第１撹拌部材３よりも若干斜め上
方には、第１撹拌部材３と平行に第２撹拌部材４が配置
されている。この第２撹拌部材４は第１撹拌部材３に対
して５〜２５度（実施例では１０度）上方に配置されて
いる。このように第２撹拌部材４を第１撹拌部材３より
も５〜２５度上方に配置することにより（β＝５〜２５
度）、現像剤６の滞留がより少なくなり、良好な流動性
が得られる。

【００１９】撹拌部材３、４は図４に示すように軸部２
０と、その軸部２０に対して所定のピッチでスパイラル
状に巻かれた翼２１と、軸部２０上に１ピッチおきに取
り付けられた撹拌補助部材２とから構成されている。撹
拌補助部材２は翼２１とほぼ同じ方向、すなわち翼２１
によって現像剤６が送られる方向に沿うように軸部２０
の軸心に対して傾斜するように取り付けられている。軸
部２０の軸心に対する撹拌補助部材２の交差角θは図５
に示すように３０〜６０度の範囲が好適である（実施例
では４５度）。

【００２０】撹拌部材３、４ならびに撹拌補助部材２の
材質としては金属よりも動摩擦係数の小さいプラスチッ
クスが良く、中でもポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂、ポ
リアミド、アクリル樹脂、あるいはこれらをコーテイン
グしたものは、トナーの帯電性を高め、現像剤６の負荷
が軽減できるので好適である。

【００２１】図２に示すように攪拌部材３、４は現像剤
容器１の側板２２、２２に支持される訳であるが、両撹
拌部材３、４とも翼２１の巻付け方向は同じである。な
お、撹拌補助部材２は、第１撹拌部材３と第２撹拌部材
４で交互になるように取り付けられている。両撹拌部材
３、４の端部には歯車２３、２４が設けられ、この歯車
２３、２４どうしが噛合することにより、図１に示すよ
うに第１撹拌部材３が反時計方向に、第２撹拌部材４が
時計方向に、それぞれ同時に回転するようになってい
る。

【００２２】なお、図２に示す各部材の上下の位置関係
は、図１の状態とは一致していない。

【００２３】図１に示すように第１撹拌部材３と第２撹
拌部材４の間の上方位置には仕切り板１７が配置され、
その両端が現像剤容器１の側板２２、２２に支持される
（図２参照）。前述のように第１撹拌部材３と第２撹拌
部材４の回転方向が反対であるから、それらの回転によ
る現像剤６の送り方向が図２に矢印Ｘ，Ｙで示すように
反対となる。そのため第１撹拌部材３と第２撹拌部材４
の回転を続行すると現像剤６は側板２２、２２寄りに偏
在して、現像上好ましくない。

【００２４】本実施例では図６に示すように、仕切り板
１７の両端下部に切欠部２５、２５を形成する。そして
図２に示すように、第１撹拌部材３の回転によってその
基端部側から先端部側に移送されて滞留した現像剤６を
仕切り板１７の一方の切欠部２５を通して第２撹拌部材
４の基端部側に移し、第２撹拌部材４の回転によってそ
の基端部側から先端部側に移送して現像剤６を仕切り板
１７の他方の切欠部２５を通して前記第１撹拌部材３の
基端部側に移送することにより、現像剤６を滞留させる
ことなく仕切り板１７の切欠部２５を通して現像剤６を
循環する構成になっている。

【００２５】図１に示すように、現像剤容器１の底部で
仕切り板１７と対向する位置には仕切り板１７側に突出
した突出部２６が形成され、現像剤６の流動助長に寄与
している。

【００２６】現像剤担持体５と第１撹拌部材３との間に
は、後述する板状の邪魔部材７が配置されている。第１
撹拌部材３の回転によって攪拌、混合された現像剤６は
邪魔部材７に衝突して攪乱されたのち現像剤担持体５に
供給されてスリーブ１９上に磁気的に付着され、規制部
材８で現像剤担持体５上の現像剤層の厚さが規制され
る。規制部材８で規制されてあふれた現像剤６は、傾斜
案内板１２を通り予備撹拌部材１３に運ばれる。

【００２７】規制部材８の下を通過した現像剤６はスリ
ーブ１９の回転により感光体９と対向し現像剤６のうち
トナーのみが感光体９に付着し、現像を終えた現像剤６
は邪魔部材７の先端で現像剤担持体５からかき落とさ
れ、再び撹拌混合される。

【００２８】トナーホツパ１４は、現像剤容器１上に設
けられており、現像剤中のトナー濃度が一定レベル以下
になつたときトナーフイードロール１５を回転駆動し、
トナー１６を予備撹拌部材１３上に投入する。このとき
補給されたトナー１６は、傾斜案内板１２上から運ばれ
てくる現像剤６と予備撹拌された後、第２撹拌部材４な
らびに第１攪拌部材３により十分に撹拌、混合される。

【００２９】左右の撹拌部材３，４の間に設けられた仕
切り板１７は、トナー１６の補給直後で混合、撹拌が十
分行われない帯電の不十分なトナー、あるいは浮遊トナ
ーが現像剤担持体５側に移送するのを防いだり、現像剤
６の淀みを防止したり、第１攪拌部材３側の現像剤６の
層厚（レベル）を一定に維持するのに有効である。

【００３０】邪魔部材７ならびに仕切り板１７は、例え
ばステンレス鋼やアルミニウムなどの導電性材料からな
り、図２に示すように現像剤容器１の側板２２を介して
接地されている。現像剤担持体５に印加しているバイア
ス電圧が現像剤６を通じてリークする恐れがあるから、
邪魔部材７ならびに仕切り板１７は現像剤担持体５と同
電位に保持されている。

【００３１】邪魔部材７は図３に示すように断面形状が
「く」の字形をしており前部２７と後部２８とを有し、
邪魔部材７の前部２７は現像に寄与しなかった現像剤６
を現像剤担持体５からかき落とすスクレーパの機能を有
しており、図１に示す如く現像剤担持体５の周面に向く
よう若干傾斜している。この前部２７の先端部は、丁
度、マグネツトロール１８のＳ₁極とＳ₃極との中間位
置に対応するように配置されている。このＳ₁極とＳ₃
極との中間位置は、磁束密度が０〜８０ガウス程度で磁
気的吸引力の最も弱い点であるから、現像剤６に負荷を
かけることなく現像剤担持体５からかき落とすことがで
きる。

【００３２】このように邪魔部材７の前部２７でかき落
とされた現像剤は邪魔部材７の内面を通り第１撹拌部材
３上に落下して、他の現像剤６とともに撹拌、混合され
る。

【００３３】それによりトナーの帯電の安定化、帯電速
度の向上が図れ、トナー飛散、かぶりを抑えることがで
きる。

【００３４】図７に示すように邪魔部材７は、その前部
２７の先端部と後部２８の後端部が、現像剤担持体５の
回転中心２９を中心とする仮想円３０の円周上にくるよ
うに配置されている。そして現像剤担持体５の外周面と
仮想円３０との間隔をＬ、現像剤担持体５の外周面と第
１攪拌部材３の翼２０の外周との間隔をＲとした場合、
Ｌ＝（０．２５〜０．５）Ｒが好ましいことが諸種の実
験結果から判明した。

【００３５】従って前記Ｒを０．５〜５ｍｍに設定した
場合、Ｌは０．１２〜２．５ｍｍとなる。Ｌが０．２５
Ｒよりも狭くなると現像剤担持体５と第１撹拌部材３と
の間で現像剤６の負荷が大となり、一方、Ｌが０．５Ｒ
よりも広くなると邪魔部材７と第１撹拌部材３との間で
現像剤６が圧縮力を受けるため好ましくない。

【００３６】邪魔部材７のうち特に後部２８は、第１攪
拌部材３から搬送される現像剤６の密度差をなくする重
要な機能を果たすものである。そのために図７に示す如
く、現像剤担持体５の回転中心２９と第１攪拌部材３の
回転中心３１とを結ぶ直線３２と、第１攪拌部材３（翼
２０）の外周の接点３３と現像剤担持体５の回転中心２
９とを結ぶ直線３４とで囲まれる範囲内、さらに好まし
くは現像剤担持体５の回転中心２９と第１攪拌部材３の
回転中心３１とを結ぶ直線３２と、第１攪拌部材３（翼
２０）の外周の最も高い位置（頂点）３５と現像剤担持
体５の回転中心２９とを結ぶ直線３６とで囲まれる範囲
内に、邪魔部材７の後部２８の後端部が配置されてい
る。

【００３７】第１攪拌部材３が図面に向かって反時計方
向に回転して現像剤６を邪魔部材７に当てながら現像剤
担持体５に供給する関係上、後部２８の後端部が前記直
線３２まで達していないと、密度差を生じた現像剤６が
そのまま現像剤担持体５に供給されることが多く、邪魔
部材７の機能が十分に発揮されない。一方、後部２８の
後端部が前記直線３４を超えてさらに延びていると、現
像剤６の量が少なくなったときに、第１攪拌部材３から
の現像剤６の供給状態が不安定になり、画像品質に悪影
響を与える。このような理由から後部２８の後端部は、
直線３２と直線３４で囲まれる範囲内、好ましくは直線
３２と直線３６で囲まれる範囲内に配置されている。

【００３８】図８は、邪魔部材７の変形例を示す図であ
る。この例の場合、邪魔部材７は前記仮想円３０に沿う
ように断面形状が円弧状をしており、この円弧状邪魔部
材７の周面の中心と現像剤担持体５の回転中心２９とが
一致するように邪魔部材７が配置されている。そして邪
魔部材７の後端部は前記実施例と同じように、現像剤担
持体５の回転中心２９と第１攪拌部材３の回転中心３１
とを結ぶ直線３２と、第１攪拌部材３（翼２０）の外周
の接点３３と現像剤担持体５の回転中心２９とを結ぶ直
線３４とで囲まれる範囲内、好ましくは現像剤担持体５
の回転中心２９と第１攪拌部材３の回転中心３１とを結
ぶ直線３２と、第１攪拌部材３（翼２０）の外周の最も
高い位置（頂点）３５と現像剤担持体５の回転中心２９
とを結ぶ直線３６とで囲まれる範囲内に位置している。

【００３９】図９ならびに図１０は、マグネツトロール
１８のうちの１つの磁極Ｓ₃と撹拌部材３との位置関係
を説明するたるめの図である。

【００４０】図９に示すように、現像剤担持体５の回転
中心２９と第１攪拌部材３の回転中心３１とを結ぶ直線
３２上に前記Ｓ₃極が配置されていると、すなわちＳ₃
極と第１攪拌部材３とが最短距離にあると、必然的に現
像剤６を吸引するＳ₃極の位置が下がる。それに伴い同
図に示すように現像剤６のレベルが下がり、第１攪拌部
材３の上部が露出してそれによる攪拌、混合が不十分と
なり、粗密を生じたままの現像剤６が現像剤担持体５に
搬送される懸念がある。

【００４１】これに対して図１０のように、Ｓ₃極が現
像剤担持体５の回転中心２９と第１攪拌部材３の回転中
心３１とを結ぶ直線３２よりも上方に配置されている
と、現像剤６を吸引するＳ₃極の位置が上がる。それに
伴い同図に示すように現像剤６のレベルが上がり、第１
攪拌部材３全体が現像剤６に埋もれた状態になり、その
ために第１攪拌部材３による現像剤６の攪拌、混合が十
分に行われる。特に図に示すように、第１攪拌部材３
（翼２０）の外周の最も高い位置（頂点）３５と現像剤
担持体５の回転中心２９とを結ぶ直線３６上にＳ₃極が
配置されていると、現像剤６のレベルが第１攪拌部材３
（翼２０）の外周の最も高い位置（頂点）３５付近に維
持され、第１攪拌部材３の攪拌、混合機能が良好に発揮
できる。

【００４２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、邪魔部材
を所定の位置に配置することにより、撹拌部材により形
成される現像剤の粗密を有効に解消するとともに、現像
剤の供給がスムースに行われる、画像品質の高い現像が
可能な現像装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る現像装置の断面図であ
る。

【図２】各部材の配置を模式的に示した平面図である。

【図３】本発明の実施例で使用される邪魔部材の斜視図
である。

【図４】本発明の実施例で使用される攪拌部材の斜視図
である。

【図５】その攪拌部材に付設する攪拌補助部材の取り付
け状態を示す平面図である。

【図６】本発明の実施例で使用される仕切り板の斜視図
である。

【図７】前記邪魔部材の後端位置を説明するための説明
図である。

【図８】邪魔部材の変形例を説明するための説明図であ
る。

【図９】現像剤担持体のＳ₃極と攪拌部材との位置関係
を説明するための説明図である。

【図１０】現像剤担持体のＳ₃極と攪拌部材との位置関
係を説明するための説明図である。

【図１１】従来提案された現像装置の一部断面図であ
る。

【符号の説明】

１現像剤容器２撹拌補助部材３第１撹拌部材４第２撹拌部材５現像剤担持体６現像剤７邪魔部材８規制部材１６トナー１８マグネツトロール１９スリーブ２１翼２２側板２７前部２８後部２９現像剤担持体の回転中心３０仮想円３１第１撹拌部材の回転中心３２直線３３接点３４直線３５頂点３６直線

フロントページの続き (72)発明者藤沼善隆茨城県勝田市武田1060番地日立工機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナーとキヤリアを主成分とする現像剤
と、その現像剤を収容する現像剤容器と、その現像剤容器内に配置され、内側に複数の磁極を有す
る固定状態のマグネツトロールと、そのマグネツトロー
ルの外周に回転可能に設けられたスリーブとを有する筒
状の現像剤担持体と、前記現像剤を混合、撹拌しながらその現像剤を前記現像
剤担持体に供給するために、その現像剤担持体の周面と
対向するように現像剤担持体と平行に配置されたスクリ
ユー状の撹拌部材と、その撹拌部材と現像剤担持体との間に配置されて、撹拌
部材からの現像剤が直接現像剤担持体に搬送されるのを
防止する邪魔部材とを備えた現像装置において、その邪魔部材の後端部は、現像剤担持体の回転中心と前
記攪拌部材の回転中心とを結ぶ直線と、前記攪拌部材の
外周の接点と前記現像剤担持体の回転中心とを結ぶ直線
とで囲まれる範囲内まで延びていることを特徴とする現
像装置。
【請求項２】請求項１記載において、前記邪魔部材の
後端部は、現像剤担持体の回転中心と前記攪拌部材の回
転中心とを結ぶ直線と、前記攪拌部材の外周の最も高い
位置と現像剤担持体の回転中心とを結ぶ直線とで囲まれ
る範囲まで延びていることを特徴とする現像装置。
【請求項３】請求項１記載において、前記邪魔部材は
前記スリーブと同電位に保持されていることを特徴とす
る現像装置。
【請求項４】請求項１記載において、前記邪魔部材の
断面形状が「く」の字形をしており、その先端部が現像
剤担持体の周面と対向して、現像剤担持体に付着してい
る現像済みの現像剤をかき落とすように構成されている
ことを特徴とする現像装置。
【請求項５】請求項１記載において、前記マグネツト
ロールのうちの１つの磁極が、前記攪拌部材の外周の最
も高い位置と現像剤担持体の回転中心とを結ぶ直線上に
配置されていることを特徴とする現像装置。