JPH09166918A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 補給された現像剤を十分に混合撹拌する事が
可能なうえに現像剤の帯電電荷やトナー濃度及び現像剤
供給量の局所的なムラを防止して画像の濃度ムラの発生
を解決した現像装置の供給を目的とする。 【解決手段】 螺旋状羽根部材で現像剤室内の現像剤を
循環、撹拌する複数の撹拌手段が、パドルホイールと隣
接する第一撹拌手段と、前記第一撹拌手段に対向して配
置されていて前記螺旋状羽根部材のピッチ間に突設され
た補助撹拌部材を有する第二撹拌手段を有する現像装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は現像剤を撹拌して静
電記録方式により画像形成を行う複写機、プリンタ等の
画像形成装置に用いる現像装置に係り、特にトナーとキ
ャリアとを混合した二成分現像剤を混合し撹拌させるた
めの撹拌手段を備えていて像担持体に現像剤を供給する
現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の現像装置においては、
現像剤としてトナーとキャリアを混合した二成分現像剤
を現像剤室内で撹拌して帯電させ、現像器の現像スリー
ブによって像担持体の静電潜像に供給して顕像化する。
ところが実際に静電潜像の顕像化に寄与するのはトナー
のみであるから、現像剤を収容する現像容器内の現像ス
リーブ（以下現像ロールとも言う。）近傍においては、
次第にトナーの量が減少し、そのため画像濃度が低下し
てしまう。

【０００３】したがって安定した良好な画像を得るため
には、トナーを適宜補給するとともに、補給したトナー
を速やかに現像剤全体に分散させて局部的なトナーの偏
在が生じないようにする必要がある。

【０００４】このようなものとして、従来、特開平６−
１６７８７６号公報に開示された現像装置がある。この
現像装置では端部のトナー補給口から補給されたトナー
を内部の現像剤と混合し撹拌させながら循環させ、その
循環中に撹拌された現像剤を現像ロール方向へ供給する
混合撹拌手段に、現像剤の流れに乱流状態を生じさせる
ための複数の補助混合撹拌部材を取り付けたものとし
て、現像剤を強い力で循環させるとともに片側の端部か
らトナーを補給するだけでトナー濃度を全体に均一に分
散させることができるとしている。

【０００５】しかしながら、この現像装置では混合撹拌
手段の全幅に渡って同程度に混合撹拌効率が向上するも
のではなくて、補助混合撹拌部材近辺での混合撹拌効率
が向上するに過ぎず、十分に撹拌された部位から供給さ
れた現像剤と他の部位から供給された現像剤との混合比
や帯電状態の差によって、顕像された画像に帯状の濃度
ムラが生じてしまうという問題があった。

【０００６】図３（Ａ）は、特開平６−１６７８７６号
公報に開示された現像装置の平面断面図、図３（Ｂ）
は、補助混合撹拌手段の部分構成図である。この現像装
置は、図３（Ａ）に示すように図示しない感光体ドラム
に対向して現像ロール２が配置されるとともに、この現
像ロール２に対し現像剤を送り込むためのパドルホイー
ル３および現像剤を撹拌するための互いに対向した一対
の混合撹拌部材（オーガ）１５０Ａ，Ｂがそれぞれ配置
されていて、混合撹拌手段の片側の端部のトナー補給口
６からトナーを補給する。

【０００７】混合撹拌部材１５０Ａ，Ｂは回転軸１５１
の外周部に螺旋状羽根部材１５２と垂直羽根部材１５３
を取り付けたものである。これら混合撹拌部材１５０
Ａ，Ｂは互いに逆方向に回転することにより現像剤を互
いに異なる方向に搬送し、仕切板１７の回りに循環させ
るようになっている。

【０００８】左端部のトナー補給口６から供給されたト
ナーは、混合撹拌部材１５０Ｂにより現像剤中に混合さ
れ撹拌されながら右方向に搬送される。さらに仕切板１
７に対向する位置に複数の垂直羽根部材１５３が取り付
けられているため、これら垂直羽根部材１５３により補
給されたトナーおよび現像剤の流れが乱される。すなわ
ちトナーおよび現像剤の流れが乱流状態となる。したが
って補給されたトナーと現像剤との混合撹拌効率が向上
し、混合撹拌部材１５０Ｂの右端部に押し出されたトナ
ーは元の現像剤と十分に撹拌されているとしている。

【０００９】その後、右端部において混合撹拌部材１５
０Ａ側に移送され、この混合撹拌部材１５０Ａにより撹
拌されながら左方向に搬送されるとともに、パドルホイ
ール３の長手方向全体にわたって現像剤を分散させると
している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この現
像装置では、乱流状態が生じるＡの部位近辺では混合撹
拌効率の向上に伴い現像剤の帯電電荷が高くなるととも
にトナーとキャリアの混合比が均されるものの、乱流状
態が生じないＢの部位近辺ではとくに混合撹拌効率が向
上しないのでＡの部位近辺とＢの部位近辺とで現像剤の
帯電電荷とトナー／キャリアの混合比、トナー濃度にム
ラが生じてしまう。これはパドルホイール３への現像剤
の供給の周期ムラとして発生するものだが、現像剤が仕
切板１７を数周も循環すればこのムラは解消される。と
ころがパドルホイール３が回転して混合撹拌部材１５０
Ａとの間のトナー及び現像剤を逐次現像ローラ２に供給
するのだが、螺旋状羽根部材を有する混合撹拌部材１５
０Ａは左右方向に現像剤を搬送する事が出来るので帯電
電荷のムラは次第に均されて解消するものの、パドルホ
イール３は左右方向への搬送性は殆ど期待できないた
め、Ａの部位近辺から直接パドルホイール３に供給され
た現像剤とＢの部位近辺から供給された現像剤の帯電電
荷と混合比のムラは結局のところ解消されないまま現像
ローラに供給されて現像が行われる。これに加えて、垂
直羽根部材１５３のあるＡの部位近辺はその他Ｂの部位
に比べて多量の現像剤をパドルホイール３に対して供給
するため、画像の濃度ムラが解決できない事が判った。

【００１１】そこで本発明は補給された現像剤を十分に
混合撹拌する事が可能なうえに現像剤の帯電電荷やトナ
ー濃度及び現像剤供給量の局所的なムラを防止して画像
の濃度ムラの発生を解決した現像装置の供給を目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的は下記のよう
な手段により達成される。即ち本発明の現像装置は、現
像剤室内の現像剤を循環、撹拌する複数の撹拌手段と、
撹拌によって帯電し混合された現像剤を像担持体に供給
する現像スリーブと、前記撹拌手段によって供給された
現像剤を現像スリーブに供給するパドルホイールとを有
する現像装置において、前記複数の撹拌手段は、螺旋状
羽根部材を有し全幅に亘って均一な混合撹拌効率の第一
撹拌手段と、前記第一撹拌手段に対向して配置されてい
て螺旋状羽根部材と螺旋状羽根部材のピッチ間に突設さ
れた補助撹拌部材を有し現像剤室内の現像剤を循環、撹
拌する第二撹拌手段とを有することを特徴とした。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１４】図１および図２は本発明の実施の形態の一
例である現像装置の構成を表すもので、図１は本発明に
係る現像装置の平面断面図、図２は本発明に係る現像装
置の側断面図である。図１と図２に示すようにこの現像
装置１０は、感光体ドラム１に対向して現像剤室７内に
現像スリーブ２が配置されるとともに、この現像スリー
ブ２に対しトナーと磁性キャリアからなる現像剤を送り
込むためのパドルホイール３、および現像剤室７外から
補給された現像剤を撹拌、混合したうえでパドルホイー
ル３に対し現像剤を搬送するための本発明の第一混合撹
拌手段に係る内スクリュ４、本発明の第二混合撹拌手段
に係る外スクリュ５が配置されている。内スクリュ４と
外スクリュ５は長手方向に沿って互いに平行に配設され
ており、その間は両端部を除いて仕切板１７により仕切
られている。

【００１５】内スクリュ４には回転軸４１の外周部に螺
旋羽根部材４２が取り付けられている。外スクリュ５に
は回転軸５１の外周部に螺旋羽根部材５２が取り付けら
れ、螺旋羽根部材５２が回転軸５１を一周回るごとに板
状の本発明の補助撹拌部材に係る垂直羽根部５３が一つ
ずつ、たとえばねじ止めにより取り付けられている。こ
れら垂直羽根部材５３はそれぞれステンレス、アルミニ
ウム、或いは樹脂等の非磁性部材により形成されてい
る。なお、本実施例では、これら垂直羽根部材５３はそ
れぞれ図１に示すように回転軸５１から同一方向にのみ
突設され、回転軸５１の回転に従って周回する。

【００１６】内スクリュ４、外スクリュ５は互いに逆方
向に回転することにより、仕切板１７の両側に分けられ
た現像剤を互いに反対方向に搬送し、仕切板１７の回り
に循環させるようになっている。

【００１７】現像スリーブ２は非磁性材料により円筒状
に形成されるとともに図示しないモータにより回転し、
この現像スリーブ２の内部には固定配置された磁極磁石
（図示せず）が配置されている。この磁極磁石の磁力に
より磁性キャリアとトナーからなる二成分現像剤の磁気
ブラシを表面に形成し、この磁気ブラシを現像スリーブ
２に印加されたバイアス電圧と現像スリーブ２の回転に
より、感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像に摺
擦させ、トナーにより顕像化させるようになっている。
現像スリーブ２の上部には図２のように現像剤層厚規制
部材８が配設され、現像スリーブ２上に搬送された現像
剤の層厚を所定の厚さに規制するようになっている。

【００１８】補給用のトナーは現像剤室７の上面部に外
スクリュ５の右側端部に対向して設けられたトナー補給
口６から供給されるようになっている。

【００１９】次に本実施例の現像装置１０の動作につい
て説明する。

【００２０】この現像装置１０では、現像剤室７内に充
填された現像剤はパドルホイール３により現像スリーブ
２側に搬送される。パドルホイール３は図１で内スクリ
ュ４の右方に搬送された現像剤をパドルホイール３の回
転方向には搬送するものの、搬送中の現像剤は殆ど左右
方向への移動はしない。現像スリーブ２では周囲の現像
スリーブ２が図２において反時計廻りに回転することに
より現像剤を感光体ドラム１と対向する現像領域へ搬送
する。現像スリーブ２上の現像剤は現像剤層厚規制部材
８により適切な厚さに規制された後、現像領域において
感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像に対して現
像作用を及ぼし、これにより現像剤中のトナーが消費さ
れる。

【００２１】トナーが消費された現像剤は現像剤室７内
に戻され、パドルホイール３により内スクリュ４まで運
ばれ、ここで元の現像剤と合流する。そして、この現像
剤は内スクリュ４，外スクリュ５がそれぞれ互いに逆方
向に回転することにより、仕切板１７の回りに図１にお
いて反時計廻り方向に循環するにつれて新たに補給され
たトナーと撹拌、混合されて現像剤室７内のトナー濃度
を均一に維持する。

【００２２】ここで現像剤室７内のトナー濃度が低下す
ると、図示しないトナー濃度検知手段によって検知がな
される。これによりトナー補給口６からトナーが補給さ
れると、補給されたトナーは外スクリュ５の図において
右端部に設けられたトナー補給口６により現像剤室７内
へ取り入れられる。そして、この補給されたトナーおよ
び現像剤は外スクリュ５の螺旋状羽根部材５２により混
合され撹拌されながら左側へ搬送される。

【００２３】このとき本実施の形態では、外スクリュ５
には回転軸５１から同一方向にのみ突設された複数の垂
直羽根部材２３が取り付けられているため、これら垂直
羽根部材５３により補給されたトナーおよび現像剤の流
れが乱される。すなわちトナーおよび現像剤の流れが乱
流状態となる。したがって補給されたトナーと現像剤と
の混合撹拌効率が向上し、外スクリュ５の左端部に押し
出された時にはトナーは元の現像剤と十分に撹拌されて
いて、帯電電荷、キャリアとトナーの混合比とも十分か
つ均一な状態に達している。

【００２４】トナーが十分に混合され撹拌された現像剤
は外スクリュ５から内スクリュ４へ搬送される。その後
この現像剤は内スクリュ４によりパドルホイール３との
間で部分的に交換を繰り返されながら右側へ移動する。
本実施の形態では、内スクリュ４は左右方向への搬送性
に優れていて、内スクリュ４の左端から右端にいたるま
での現像剤を均一に帯電し、分散させるので、パドルホ
イール３の全幅に亘って１回転当たりの混合撹拌効率が
一定している点で外スクリュ５と異なる。また内スクリ
ュ４はパドルホイール３に対する１回転あたりの現像剤
供給能力も全幅に亘って一定している。

【００２５】このとき本実施の形態では内スクリュの螺
旋羽根部材でパドルホイール３の左端から右端まで均一
な状態の現像剤を供給できるので、垂直羽根部材５３を
有する外スクリュ５によって十分に混合、撹拌された現
像剤をパドルホイール３に均一に供給し、ひいてはパド
ルホイール３から現像スリーブ２に十分帯電した均一な
状態の現像剤を供給する事ができるようになった為、現
像剤の帯電電荷やトナー濃度、及び現像剤供給量の局所
的なムラを防止して画像の濃度ムラを防止する事が可能
となった。

【００２６】なお、垂直羽根部材５３を有する外スクリ
ュ５と有していない内スクリュ４が等回転数で回転した
場合で、両者の左右方向への現像剤の搬送速度が異な
り、内スクリュ４の搬送速度が高い。この為本実施の形
態では外スクリュ５の回転数を内スクリュ４よりも高く
した。搬送速度の違いは、ギア比を調整する等の械的手
段によってもよいし、複数の駆動モータを備えさせて両
モータの回転速度を異ならせる電気的手段によってもよ
い。さらには別な調整として、外スクリュ５と内スクリ
ュ４の回転数を等しくして外スクリュ５に対する内スク
リュ４の螺旋状羽根部材４２のピッチを調整することに
よって搬送性を調整してもよい。搬送性を調整しない場
合は外スクリュ５から内スクリュ４へ現像剤を受け渡す
部分で現像剤が過剰に滞留してしまう可能性がある。

【００２７】また垂直羽根部材５３は回転軸５１の一方
向にのみ突設させるのみならず、位相を変えながら取り
付けてもよいし、螺旋状羽根部材の１ピッチ毎に一つの
垂直羽根部材５３を設けるのではなく、適当に増減する
こともできる。さらに垂直羽根部材５３の形状は任意で
あり、要は螺旋状羽根部材２２により層流状態で流れる
現像剤に対し乱流状態を起こし、補助的に混合撹拌機能
を向上させるものであればよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の現像装置に
よれば、第二混合撹拌手段に補助混合撹拌部材を取り付
けたことで、補給されたトナーが現像ロールへ到達する
までに既存の現像剤と十分に混合され撹拌される。その
うえ第一混合撹拌手段はその全幅で均一な混合撹拌効率
と、パドルホイールへの均一な現像剤供給能力を有する
ので現像スリーブでのトナー濃度の局所的な低下を防止
できるとともにトナーに十分な帯電性を付与し、トナー
とキャリアの混合比を全体に均すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態の平面断面図。

【図２】本発明の第一の実施の形態の側断面図。

【図３】従来の現像装置の平面断面図と部分構成図。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ２ 現像スリーブ ３ パドルホイール ４ 内スクリュ ５，５Ａ 外スクリュ ６ トナー補給口 ７ 現像剤室 ８ 現像剤層厚規制部材 １０ 現像装置 １７ 仕切板 ４１ 回転軸 ４２ 螺旋羽根部材 ５１ 回転軸 ５２ 螺旋羽根部材 ５３ 垂直羽根部材 ５４ 回転楕円板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤室内の現像剤を循環、撹拌する複
   数の撹拌手段と、 撹拌によって帯電し混合された現像剤を像担持体に供給
   する現像スリーブと、 前記撹拌手段によって供給された現像剤を現像スリーブ
   に供給するパドルホイールとを有する現像装置におい
   て、 前記複数の撹拌手段は、螺旋状羽根部材を有し全幅に亘
   って均一な混合撹拌効率の第一撹拌手段と、前記第一撹
   拌手段に対向して配置されていて螺旋状羽根部材と螺旋
   状羽根部材のピッチ間に突設された補助撹拌部材を有し
   現像剤室内の現像剤を循環、撹拌する第二撹拌手段とを
   有する事を特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記第一撹拌手段と前記第二撹拌手段と
   の現像剤の搬送性を略等しくした事を特徴とする請求項
   １に記載の現像装置。