JPH0683184A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トナー補給口６から落下投入されたトナーｂ
を撹拌路３中の現像剤ａと十分に混合、撹拌できるよう
にして現像剤上面を浮遊する未帯電トナーを極力なく
す。 【構成】 撹拌搬送部材４の回転軸４ａをトナー補給口
６下方のトナー落下部前後の所要長さ範囲にわたって無
くし、その部分の螺旋翼４ｂの翼面積を広くすることに
より、同長さ範囲における現像剤ａの上面レベルを回転
軸４ａの体積分だけ低下させ、トナーｂを螺旋翼４ｂの
中心部付近で現像剤ａと混合できるようにすると共に、
翼面積の広い螺旋翼４ｂで搬送速度を速くし、先行する
現像剤ａへ後続の補給トナーｂを含む現像剤ａを突入さ
せて撹拌を促進させる構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機やプリ
ンタ等の画像形成装置に装備される現像装置に関し、特
にトナーとキャリアとからなる二成分現像剤における補
給トナーと現像剤との混合、撹拌機能の改良に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図５、図６はこの種二成分現像装置の従
来例を示している。これらの図において、１１は横長に
形成されたケーシングであって、このケーシング１１内
の中央には長さ方向に長い隔壁１２が設けられ、この隔
壁１２の周囲を巡回する形で撹拌路１３が形成されてい
る。また、この撹拌路１３には予めトナーとキャリアと
からなる二成分現像剤ａが施されている。

【０００３】撹拌路１３の隔壁１２で隔てられた両側部
分にはそれぞれ撹拌搬送部材１４、１５が回転可能に配
設されている。各撹拌搬送部材１４、１５はいずれもケ
ーシング１１の長さ方向両端間にわたって回転可能に架
着された回転軸１４ａ、１５ａを有し、この回転軸周り
に一定ピッチの螺旋翼１４ｂ、１５ｂを形成してなるも
のである。１６は一方の撹拌搬送部材１４上にトナーｂ
を落下投入するためのトナー補給口であって、撹拌路１
３の上方に設けられている。１７は現像剤中のトナー量
を検出するトナーコントロールセンサ、１８は現像スリ
ーブである。

【０００４】このような従来構成によると、現像剤ａは
撹拌搬送部材１４、１５の回転駆動によって撹拌されな
がら撹拌路１３を矢印ｘ方向に循環して流れ、その撹拌
動作よって現像剤中のトナーがキャリアとは逆極性に帯
電し、現像スリーブ１８を介して感光体ドラム表面（図
示せず）に電気的に吸引されるのであり、現像剤中のト
ナーが不足すると、トナーコントロールセンサ１７の検
出動作によりトナー補給口１６から必要量のトナーｂが
投入され、撹拌搬送部材１４、１５によって現像剤ａと
混合されるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
使用される二成分現像剤ａは撹拌路１３中において撹拌
されている状態では、その比重が２．３〜２．８程度で
あるのに対し、補給口１６から投入されるトナーｂはパ
ウダー状で落下するものであるため単位容積当たりの比
重が０．３程度と極めて軽い。このため、上記従来例の
ように一方の撹拌搬送部材１４の螺旋翼１４ｂの翼面積
がいずれのピッチ部分をとっても全て同一に形成されて
いるものでは、図６に示すように、螺旋翼１４ｂが回転
して撹拌動作を行っても、補給された軽いトナーｂは現
像剤ａと十分に混合されず、可成りの量の補給トナーｂ
が現像剤ａの表層部分に浮き上がった状態で現像スリー
ブ１８が配設されている現像領域まで搬送されてしま
う。

【０００６】このため相当量の補給トナーｂが帯電され
なかったり、不十分な帯電状態のまま現像されることに
なり、その結果現像後に得られた画像の濃度が安定せ
ず、適正濃度のむらのない画像が得難いという問題点が
あった。また、トナーコントロールセンサ１７は通常、
現像剤搬送方向の下流側に設けられているため、現像剤
表面に補給トナーｂが混合されないまま浮遊している
と、その浮遊トナーｂを検出して誤動作するため、トナ
ー濃度が安定しないという問題も生じていた。

【０００７】なお、上記従来例では撹拌搬送部材１４、
１５として螺旋翼１４ｂ、１５ｂが回転軸１４ａ、１５
ａ周りに形成されているものを示したが、他の従来例と
して螺旋翼の両端外面から回転軸を突設して螺旋翼形成
部分の回転軸をなくした態様のものも存在するが、この
場合も螺旋翼の翼面積が全ピッチ間にわたって同一に形
成されている点で上記従来例と共通しており、このため
上記問題点が同様に発生していた。

【０００８】本発明は、このような従来の問題点を解決
するもので、二成分現像装置において、トナー補給口か
ら落下投入されたトナーを撹拌路中の現像剤と十分に混
合、撹拌できるようにすることを目的とするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、トナーとキャリアとからなる二成分現像
剤が施された撹拌路を備え、この撹拌路の上方にトナー
補給口を臨ませると共に、該撹拌路中に撹拌搬送部材を
回転可能に配設し、この撹拌搬送部材の全長にわたって
該部材の回転軸周りに形成された螺旋翼の回転駆動によ
り前記現像剤中に前記トナー補給口から落下投入される
トナーを混合し且つ現像剤を前記撹拌路中で循環させる
ように構成した現像装置において、前記撹拌搬送部材の
回転軸を前記トナー補給口下方のトナー落下部前後の所
要長さ範囲にわたって細く形成するか、または無くし
て、前記長さ範囲における螺旋翼の翼面積をその両側部
分の翼面積よりも広く形成してある。

【００１０】

【作用】上記構成によると、撹拌搬送部材の回転軸を細
くし、または無くして螺旋翼の翼面積を広く形成した部
分では現像剤の搬送量が増大して搬送速度が速くなると
共に、同部分における現像剤の上面がほぼ回転軸によっ
て排除される容積分だけ落ち込むことになる。更に、現
像剤が搬送されて撹拌搬送部材の回転軸が通常の太さを
有する部分に至ると、該現像剤が回転軸により嵩上げさ
れてその上面が再びほぼ元の高さレベルまで上昇する。

【００１１】従って、トナー補給口から投入されたトナ
ーは現像剤上面がその搬送方向の前後部分より落ち込ん
でいるところに落下することになり、これによってトナ
ーは撹拌搬送部材のほぼ中心部付近で現像剤と混合され
ながら高速で搬送される。ところが回転軸が通常の太さ
に戻っている部分に達した途端、現像剤が急激に嵩上げ
されると同時に搬送速度が急速に低下するため、先行す
る現像剤が相対的に制動がかかった状態なり、その上面
の上昇と相俟って後続の補給トナーを含む現像剤が、先
行する現像剤中に突入すると同時に、先行する現像剤の
上面側が崩れて後続の現像剤上に被ることになるため、
該補給トナーは現像剤上に浮き上がることなく十分な混
合、撹拌作用を受ける。

【００１２】従って、通常トナー補給口よりも搬送方向
下流側に設けられているトナーコントロールセンサ上を
通過するときは、補給トナーは現像剤上に浮遊すること
なく十分に混合されているため、該トナーコントロール
センサの誤動作を極力なくすことができる。また、トナ
ーコントロールセンサよりも更に下流側に位置する現像
領域に達するまでに前記補給トナーは十分に撹拌される
ので未帯電トナーの発生が極力抑制され、画像濃度の安
定化が実現される。

【００１３】

【実施例】図１〜図３は本発明の実施例を示している。
これらの図において、１はケーシングであって、画像形
成装置内において感光体ドラム（図示せず）の長さ方向
に沿ってほぼ水平に配設されている。このケーシング１
の内部中央には長さ方向に長い隔壁２が突設され、この
隔壁２の周囲を巡回する形で現像剤の撹拌路３が形成さ
れている。この撹拌路３にはトナーとキャリアとからな
る二成分現像剤ａが予め施されており、且つ該撹拌路３
の隔壁２で隔てられた両側部分３ａ、３ｂにはそれぞれ
撹拌搬送部材４、５が配設されている。

【００１４】これらの撹拌搬送部材４、５はいずれもケ
ーシング１の両端壁面間に回転可能に架着されている回
転軸４ａ、５ａを有し、この回転軸４ａ、５ａの外周に
長さ方向にわたって一定ピッチの螺旋翼４ｂ、５ｂを連
続して形成したものであるが、一方の撹拌部材４は後に
詳述するように、一部に回転軸４ａを無くした部分を有
している。また、これらの撹拌搬送部材４、５はそれぞ
れの回転軸４ａ、５ａがケーシング１の外部に設けられ
た回転駆動機構（図示せず）に連動連結されており、こ
の回転駆動機構によって一方が他方に対して逆方向に回
転駆動される。これによって現像剤ａは各撹拌搬送部材
４、５の螺旋翼４ｂ、５ｂに撹拌されながら撹拌路３内
を循環し、この撹拌過程でトナーがキャリアと逆極性に
帯電されるものである。

【００１５】更に、前記一方の撹拌搬送部材４が配され
ている撹拌路領域３ａにはトナー補給口６とトナーコン
トロールセンサ７を臨ませてある。トナー補給口６は前
記撹拌路領域３ａの一端側上方に配設されており、これ
により該補給口６から投入されたトナーｂは一方の撹拌
搬送部材４のほぼ真上に落下するようになっている。ト
ナーコントロールセンサ７は現像剤ａの透磁率を検出し
て現像剤中のトナー濃度Ｔ／Ｄ（Ｔ：トナー量、Ｄ：現
像剤量）を制御するための信号を出力するもので、前記
トナー補給口６から現像剤ａの搬送方向後方に所定距離
をおいて配設されている。

【００１６】前記他方の撹拌搬送部材５が配されている
撹拌路領域３ｂにはマグネットローラからなる現像スリ
ーブ８が配設されている。この現像スリーブ８はケーシ
ング１に開設された窓部１ａから周面の一部を露出させ
た状態で回転可能に装備されており、該露出周面が前記
感光体ドラム表面に近接対向している。そして、前記撹
拌搬送部材４、５の撹拌動作により帯電したトナーは、
この現像スリーブ８を介して感光体ドラム表面に電気的
に吸引され、該ドラム表面に形成された潜像の現像が行
われる。

【００１７】このような構成において、本実施例では前
記一方の撹拌搬送部材４の一部に回転軸４ａを無くした
部分を設けている点で従来の構成と大きく相違してい
る。即ち、図１に示すように、この撹拌搬送部材４はケ
ーシング１の撹拌路領域３ａ中に装着された状態におい
て、トナー補給口６下方のトナー落下部前後に対応する
部分の所要長さ範囲にわたって回転軸４ａを無くして、
その部分における螺旋翼４ｂの翼面積をその両側部分の
翼面積よりも広く形成したものである。

【００１８】より具体的には、前記回転軸４ａを無くし
た部分９の長さをトナー補給口６の中心線Ｌで振り分
け、該中心線Ｌよりも搬送方向上流側の長さをｐとし、
下流側の長さをｑとすると、現像装置の種類及び寸法に
もよるが、標準仕様のものでは、 １０mm＜ｐ＜３０mm １０mm＜ｑ＜５０mm 程度が適当である。なお、搬送方向下流側の長さｑは前
記トナー補給口中心線Ｌからトナーコントロールセンサ
７の検出点での距離よりも短かくなければならず、従っ
てトナーコントロールセンサ７の設置部位との関係から
その長さが設定されるもので、好ましくは該センサ７の
直前までに設定される。

【００１９】この回転軸４ａを無くした部分９では、無
くした回転軸部分によって排除される容積分だけ現像剤
ａの上面が落ち込むことになるが、この落ち込みの形態
は現像剤ａが粉粒体であることから、ほぼ回転軸４ａを
無くした部分９の長さ方向中央辺りが最低レベルとな
る。従って、トナー補給口６から投入されたトナーｂは
現像剤ａのほぼ最低レベル付近に落下し、螺旋翼４ｂの
ほぼ中心部付近で現像剤ａと混合されることになる。

【００２０】また、回転軸４ａを無くした部分９では螺
旋翼４ｂの翼面積が広くなっているため、搬送量が増大
して搬送速度がその下流側及び上流側よりも速くなる。
これに対し、搬送方向上流側の回転軸４ａが存在する部
分では現像剤ａは回転軸４ａに排除されるので、その上
面レベルが上昇すると共に、螺旋翼４ｂの翼面積が狭く
なった分だけ搬送量が低下して搬送速度が鈍くなる。こ
のため先行する現像剤ａは回転軸４ａが存在する部分に
至ると制動がかかった状態になり、後続の補給トナーｂ
を含む現像剤ａは先行の現像剤ａ中に突入し、しかも上
面レベルが急激に上昇することによって、先行する現像
剤ａが崩れて後続の現像剤ａ上に覆い被さる。これによ
ってトナー補給口６から補給された軽いトナーｂは現像
剤ａの上面を浮遊することなく、十分な混合、撹拌作用
を受けるものである。

【００２１】従って、この回転軸４ａを無くした部分９
よりも搬送方向下流側のトナーコントロールセンサ７の
検出位置においては、既に補給トナーｂが現像剤ａと確
実に混合されているため、該センサ７の検出動作が浮遊
トナーの影響を殆んど受けず、検出電圧の変動が少ない
ので、トナー濃度の安定が図られる。また、補給トナー
ｂが現像剤ａの中心部まで入り込んで撹拌されるため、
未帯電トナーの発生が極力抑制されるものである。

【００２２】本発明者が、トナー濃度Ｔ／Ｄの基準値を
４％に設定してトナーコントロールセンサ７によるＴ／
Ｄ制御を試たところ、螺旋翼の全長にわたって等径の回
転軸を貫設したものでは、Ｔ／Ｄは３．５％〜４．５％
と変動幅が約１％に達したのに対し、本実施例ではＴ／
Ｄは４．０％〜４．３％と僅か０．３％の変動幅に抑制
されるという優れた結果が得られた。

【００２３】なお、本実施例における一方の撹拌搬送部
材４は合成樹脂材料を用いて回転軸４ａと螺旋翼４ｂと
を一体成形したものである。このように撹拌搬送部材４
を樹脂成型品とすることにより、螺旋翼４ｂは肉厚の大
きく、保形性並びに強度に優れたものとなるので、上述
のように回転軸４ａの一部を無くして螺旋翼４ｂのみの
部分を形成することができるが、図４に示すように、撹
拌搬送部材４を金属加工により作製したものでは、軽量
化の必要から螺旋翼４ｂを薄くしなければならないた
め、該螺旋翼４ｂの強度保持のために回転軸４ａを無く
すことなく、径を細くするようにしている。なお、この
場合、回転軸４ａの軸径が６mm程度の標準仕様のもので
は、細くした回転軸部分９’の軸径は２〜３mm程度に設
定されている。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明では、撹拌搬送部材
の回転軸をトナー補給口下方のトナー落下部前後の所要
長さ範囲にわたって細く形成するか、または無くして、
その部分の螺旋翼の翼面積をその両側部分の翼面積より
も広く形成することにより、トナー補給口から投入され
たトナーを現像剤の中心部付近で混合、撹拌できるよう
にしたので、補給されたパウダー状のトナーが現像剤上
を浮遊することを極力防止できる。これにより、トナー
がキャリアと十分に撹拌されないために生じる未帯電ト
ナーが現像剤中に殆ど存在しないので、現像によって得
られた画像上にブロッキングしたトナーが現出すること
もなく、トナー落ちを少なくすることができる。

【００２５】また、補給されたトナーは確実に現像剤と
混合、撹拌されるので、帯電量の変動を極力抑制でき、
画像品質が安定してトナーの飛散を少くすることができ
る。更に、現像剤搬送方向の下流側にトナーコントロー
ルセンサが設けられているものでは、その検出位置では
補給されたトナーは現像剤中に確実に混合されているの
で、該センサの電圧が安定し、トナー濃度を安定させる
ことができ、その結果、むらのない濃度の安定した画像
を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例を模式的に示す要部縦断拡大
側面図。

【図２】 その一部を破断して示す平面図。

【図３】 その拡大縦断正面図。

【図４】 本発明の他の実施例を示す要部縦断側面図。

【図５】 従来例を模式的に示す横断平面図。

【図６】 その要部縦断側面図。

【符号の説明】

３ 撹拌路 ４ 撹拌搬送部材 ４ａ 回転軸 ４ｂ 螺旋翼 ６ トナー補給口 ９ 回転軸を無くした部分 ９’ 回転軸を細くした部分 ａ 現像剤 ｂ トナー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナーとキャリアとからなる二成分現像
   剤が施された撹拌路を備え、この撹拌路の上方にトナー
   補給口を臨ませると共に、該撹拌路中に撹拌搬送部材を
   回転可能に配設し、この撹拌搬送部材の全長にわたって
   該部材の回転軸周りに形成された螺旋翼の回転駆動によ
   り前記現像剤中に前記トナー補給口から落下投入される
   トナーを混合し且つ現像剤を前記撹拌路中で循環させる
   ように構成した現像装置において、前記撹拌搬送部材の
   回転軸を前記トナー補給口下方のトナー落下部前後の所
   要長さ範囲にわたって細く形成するか、または無くし
   て、前記長さ範囲における螺旋翼の翼面積をその両側部
   分の翼面積よりも広く形成してあることを特徴とする現
   像装置。