JPH10213956A

JPH10213956A - 現像装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH10213956A
Application number: JP9018364A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Sato; 和彦佐藤
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1997-01-31
Filing date: 1997-01-31
Publication date: 1998-08-11

Abstract

(57)【要約】【課題】現像装置を小型化し、かつ、最適化した負荷
トルク条件とすることにより現像装置に補給された補給
トナーの撹拌性を向上して帯電量分布をシャープに保つ
ことができる画像形成装置を提供することにある。【解決手段】現像剤を像形成体１０の現像領域に搬送
する現像スリーブ１４１と現像剤を撹拌、搬送する撹拌
スクリュウ１４５，１４６とを備えた現像器１４で、撹
拌スクリュウ１４５，１４６の回転軸にかかる負荷トル
クが０．３ｋｇ．ｃｍ〜２．０ｋｇ．ｃｍである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル画像の再
現に好適な反転現像方式を用いる現像装置及びこれを用
いる画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタルプリンタやデジタル複写機等
は、レーザ、ＬＥＤ等を光源として用い、帯電、露光に
より像形成体上に形成された潜像を像形成体の帯電極性
と同極性に帯電したトナーにより反転現像してトナー像
とする。かかる反転現像方式は、例えば像形成体の帯電
極性が負の場合、トナーの極性も負であり、露光により
生じた電位差を利用して現像し、像形成体上にトナー像
を形成する方式である。

【０００３】かかる現像法を実現する現像装置は、例え
ばトナーとキャリアとから成る二成分現像剤を収容する
現像器筺体、内部に固定の磁石体を有するマグネットロ
ールを有する現像剤搬送手段である現像スリーブ、供給
ローラ、現像スリーブ上の現像剤層厚を所定量に規制す
る現像剤層厚規制部材、撹拌スクリュウから構成されて
いる。現像器筺体の上部に開口したトナー補給口部でト
ナーカートリッジから現像器筺体内に補給されたトナー
は、回転する撹拌スクリュウにより現像器筺体内に収容
された現像剤と撹拌、混合されて均一なトナー濃度にな
り、回転する供給ローラにより現像スリーブの外周面上
に供給される。現像スリーブ上の二成分現像剤の層厚を
規制するために、層厚規制部材が設けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】画像形成装置を小型化
するため、現像装置を小型化する必要がある。特に、複
数の現像装置を配置するカラー画像形成装置において
は、小径の像形成体を達成するためにも現像装置の小型
化が必要である。しかし、現像装置を小型化することに
よって、現像装置内の現像剤を撹拌する撹拌スクリュウ
の収納スペースや、撹拌可能な現像剤搬送距離が少なく
なり、従来の形態の撹拌スクリュウでは撹拌不足を引き
起こし、現像剤の撹拌、混合が不充分なため均一な帯電
量のトナーとならず、帯電量分布がブロードになり、弱
帯電トナー、未帯電トナーや逆極性トナーの増加による
トナー飛散や画像かぶりを引き起こしたり、現像できな
い帯電トナーの増加による現像性低下を引き起こしたり
する。

【０００５】更に現像剤の帯電量分布がブロードになれ
ば、現像性低下にともなう濃度低下や細線の再現性低
下、文字チリが発生し易く、画質の低下した記録画像と
なり易い。

【０００６】本発明の目的は、上述の問題点を解決する
ためになされたものであり、撹拌スクリュウを改善する
ことにより、現像装置を小型化し、かつ、最適化した負
荷トルク条件とすることにより現像装置に補給された補
給トナーの撹拌性を向上して帯電量分布をシャープに保
つことができる現像装置及び濃度低下やトナー飛散、細
線の再現性低下、画像かぶり、文字チリを生じない画像
形成装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は以下の構成に
よって達成される。

【０００８】（１）現像剤を像形成体の現像領域に搬
送する現像スリーブと前記現像剤を撹拌、搬送する撹拌
スクリュウとを備えた現像装置であって、前記撹拌スク
リュウの回転軸にかかる負荷トルクが０．３ｋｇ．ｃｍ
〜２．０ｋｇ．ｃｍであることを特徴とする現像装置。

【０００９】（２）現像剤を像形成体の現像領域に搬
送する現像スリーブと前記現像剤を撹拌、搬送する撹拌
スクリュウとを備えた現像装置であって、前記撹拌スク
リュウは回転軸と当該回転軸上に設けた螺旋状羽根部と
からなり、当該羽根部の軸方向のスパイラル角度（θ）
が３０〜７５度であり、かつ、前記撹拌スクリュウの回
転軸にかかる負荷トルクが０．３ｋｇ．ｃｍ〜２．０ｋ
ｇ．ｃｍであることを特徴とする現像装置。

【００１０】（３）現像剤を像形成体の現像領域に搬
送する現像スリーブと前記現像剤を撹拌、搬送する撹拌
スクリュウとを備えた現像装置であって、前記撹拌スク
リュウは回転軸と当該回転軸上に設けた螺旋状羽根部と
からなり、当該螺旋状羽根部が２重に形成され、当該羽
根部の軸方向のスパイラル角度（θ）が３０〜７５度で
あり、かつ、前記撹拌スクリュウの回転軸にかかる負荷
トルクが０．３ｋｇ．ｃｍ〜２．０ｋｇ．ｃｍであるこ
とを特徴とする現像装置。

【００１１】（４）現像時に像形成体と、現像スリー
ブとの間に直流電圧成分と交流電圧成分とが重畳して印
加され、２成分現像剤が用いられることを特徴とする
（１）〜（３）のいずれかに記載の現像装置。

【００１２】（５）非接触現像方式であることを特徴
とする（１）〜（４）のいずれかに記載の現像装置。

【００１３】（６）反転現像がなされることを特徴と
する（１）〜（５）のいずれかに記載の現像装置。

【００１４】（７）像形成体から複数色のトナー像を
転写材に一括転写する画像形成装置において、（１）〜
（３）のいずれかに記載の現像装置を備えることを特徴
とする画像形成装置。

【００１５】

【発明の実施の形態】本実施の形態における画像形成装
置の概略構成を図１を参照して説明する。

【００１６】図１は本実施の形態における画像形成装置
を示した概略断面図である。

【００１７】各構成部材の説明に先立ち本実施の形態の
画像形成装置に採用するカラー画像形成プロセスについ
て図１を参照して説明する。

【００１８】像形成体１０は接地した状態で時計方向に
駆動回転する。

【００１９】帯電器１１による帯電に先だって、前プリ
ントまでの像形成体１０の感光体の履歴をなくすために
発光ダイオード等を用いたＰＣＬ１２による露光を行っ
て像形成体１０の周面を除電する。帯電器１１は像形成
体１０の周面に対し一様な電位Ｖ_Gに保持されたグリッ
ドと、コロナ放電ワイヤによるコロナ放電によってイオ
ンを付与する。

【００２０】かかる像形成体１０面への一様帯電後、書
き込みユニット１３により画像信号に基づいた像露光が
行われる。書き込みユニット１３は、半導体レーザ（図
示せず）を発光し回転するポリゴンミラー１３１、ｆθ
レンズ１３２等を経て反射ミラー１３４により光路を曲
げられ走査するもので、像形成体１０の回転（副走査）
によって潜像が形成される。なお、画像部に対して露光
を行ない、画像部の方が低電位となるような反転潜像を
形成する。

【００２１】先ず１色目のイエロー（Ｙ）の現像がマグ
ネットを内蔵し現像剤を保持して回転する現像スリーブ
１４１によって行われる。層形成手段によって現像スリ
ーブ１４１上に層厚の規制された現像剤が現像域へと搬
送される。

【００２２】現像域における現像スリーブ１４１と像形
成体１０との間隙は層厚（現像剤）よりも大きい０．２
〜１．０ｍｍとして、この間に交流バイアス電圧Ｖ
_AC（以下、単にＶ_ACと略称する。）と直流バイアス電圧
Ｖ_DC（以下、単にＶ_DCと略称する。）が重畳して印加さ
れる。トナーの帯電電位はＶ_DCとＶ_Hと同極性であるた
め、Ｖ_ACによってキャリアから離脱するきっかけを与え
られたトナーはＶ_DCより電位の高い静電潜像Ｖ_Hの部分
には付着せず、Ｖ_DCより電位の低い静電潜像Ｖ_L部分に
付着し顕像化（反転現像）が行われる。

【００２３】１色目の顕像化が終った後２色目の画像形
成行程にはいり、再び帯電器１１による一様帯電が行わ
れ、２色目の画像データによる潜像が書き込みユニット
１３によって形成される。このとき１色目の画像形成行
程で行われたＰＣＬ１２による除電は、１色目の画像部
に付着したトナーがまわりの電位の急激な低下により飛
び散るため行わない。

【００２４】再び像形成体１０周面の全面に亘ってＶ_H
の電位となった感光層のうち、１色目の画像のない部分
に対しては１色目と同様の潜像がつくられ現像が行われ
るが、１色目の画像がある部分に対し再び現像を行う部
分では、１色目の付着したトナーにより遮光とトナー自
身のもつ電荷によってＶ_M′の潜像が形成され、Ｖ_DCと
Ｖ_M′の電位差に応じた現像が行われる。この１色目と
２色目の画像の重なりの部分では１色目の現像をＶ_Ｌの
潜像をつくって行うと、１色目と２色目とのバランスが
崩れるため、１色目の露光量を減らしてＶ_H＞Ｖ_M′＞Ｖ
_Lとなる中間電位とすることもある。

【００２５】３色目、４色目についても２色目と同様の
画像形成行程が行われ、像形成体１０周面上には４色の
顕像が形成される。

【００２６】一方給紙カセット１８より半月ローラ１８
１を介して搬出された記録材Ｐは一旦停止し、転写のタ
イミングの整った時点で給紙ローラ１８２の回転作動に
より転写域へと給紙される。

【００２７】転写域においては転写のタイミングに同期
して像形成体１０の周面に転写ローラ１９が圧接され、
給紙された記録紙を挟着して多色像が一括して転写され
る。

【００２８】次いで記録紙はほぼ同時に圧接状態とされ
た分離電極２０によって除電され像形成体１０の周面に
より分離して定着装置２２に搬送され、熱ローラ２２１
と圧着ローラ２２２の加熱、加圧によってトナーを溶着
したのち排紙ローラ２３を介して装置外部に排出され
る。

【００２９】転写ローラ１９および分離電極２０は記録
紙の通過後像形成体１０の周面より退避離間して次なる
トナー像の形成に備える。

【００３０】一方、記録紙を分離した像形成体１０は、
クリーニング装置２１のブレード２１１の圧接により残
留トナーを除去・清掃し、再びＰＣＬ１２による除電と
帯電器１１による帯電を受けて次なる画像形成のプロセ
スに入る。なお、ブレード２１１は感光層面のクリーニ
ング後直ちに移動して像形成体１０の周面より退避す
る。

【００３１】以上が本実施の形態におけるカラー画像形
成プロセスである。

【００３２】次に前述したカラー画像形成プロセスを実
行する画像形成装置の主要構成部材の機能，性能の特徴
を図１〜図４を参照して説明する。

【００３３】像形成体１０は、導電性支持体上に中間層
塗布液を塗布し、これを乾燥硬化して中間層を形成し、
その上に感光層を形成した電子写真感光体である。

【００３４】帯電器１１は、例えば帯電ワイヤとして白
金線（クラッド又はアロイ）を採用したスコロトロン帯
電器、又は鋸歯電極或いはブラシ電極のいずれかを現像
器１４と転写ローラ１９の間に配置してあり、潜像形成
プロセスに先立ち像形成体１０をＶ_H−７５０Ｖに均一
帯電して階調再現性等を調整することによりカブリ防止
等を行う。

【００３５】書き込みユニット１３は、プリンターコマ
ンドを解読するフォーマッタからの画像データをレーザ
ダイオード（ＬＤ）変調回路に送り、変調された画像信
号により半導体レーザ（図示せず）を発光して２０ＭＨ
ｚのドットクロックで像形成体１０上をライン走査して
潜像を形成するものであり、半導体レーザ（図示せず）
とコリメータレンズ（図示せず）とポリゴンミラー１３
１及びｆθレンズ１３２と第１のシリンドリカルレンズ
（図示せず）及び第２のシリンドリカルレンズ（図示せ
ず）を備え、パルス幅変調した変調信号で半導体レーザ
（図示せず）を発振させ、レーザ光を所定速度で回転す
るポリゴンミラー１３１で偏向させ、ｆθレンズ１３２
及び第１のシリンドリカルレンズ（図示せず）及び第２
のシリンドリカルレンズ（図示せず）によって像形成体
１０上に６００ＤＰＩ（約６０×８０μｍ）相当にする
スポットに絞って走査するものである。

【００３６】半導体レーザ（図示せず）はＧａＡｌＡｓ
等が用いられ、最大出力１０ｍＷであり、光効率２５％
であり、拡がり角として接合面平行方向８〜１６°、接
合面垂直方向２０〜３６°である。なお、カラートナー
を順次重ね合わせることもあるので、着色トナーによる
吸収の少ない波長光による露光が好ましく、この場合の
波長は７８０ｎｍである。

【００３７】ポリゴンミラー１３１は、偏向光学系に相
当するものであり、ビームを集光すると共に走査面の平
坦化を実現するためにペッパール和と非点隔差を小さく
するものである。

【００３８】ｆθレンズ１３２は走査面の平坦化を実現
するためにペッパール和と非点隔差を小さくし、像面湾
曲を除去するものである。

【００３９】第１のシリンドリカルレンズは、補正光学
系に相当するものであり、ポリゴンミラー１３１の面倒
れ誤差による走査線のピッチむらを低減する。これによ
り、ポリゴン倒れ角１２０秒Ｐ−Ｐであり、倒れ角補正
率１′２０以上となる。第２のシリンドリカルレンズ１
３３はビームを像形成体１０上に結像するものである。

【００４０】図２は複数の現像器を備えた現像装置１４
の構成を示す断面図である。

【００４１】像形成体１０の周縁には、図１及び図２に
示すようにイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン
（Ｃ），黒色（Ｋ）等のトナーとキャリアとから成る現
像剤をそれぞれ内蔵した現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４
Ｃ，１４Ｋから成る現像装置１４が設けられている。現
像器筺体１４０は、現像器１４Ｙ用の現像器筺体１４０
Ｙ、現像器１４Ｍ用の現像器筺体１４０Ｍ、現像器１４
Ｃ用の現像器筺体１４０Ｃが３段重ねに配置され、さら
に最上位に天板１４０Ａが載せられて、これら４個の部
材を積載して位置決めし一体化することにより、互いに
隔離された３つの現像器室を形成する。これらの現像器
１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋはほぼ同じ構成をなす
から、以下、これらの現像器を図３に示す現像器を代表
して説明する。

【００４２】図３は現像器の断面図である。

【００４３】図において、１４０はトナーとキャリアと
から成る二成分現像剤を収容する現像器筺体であり、１
４１は内部に固定の磁石体を有するマグネットロール１
４２を有する現像スリーブであり、１４３は供給ロー
ラ、１４４は現像スリーブ１４１上の現像剤層厚を所定
量に規制する現像剤層厚規制部材であり、１４５，１４
６は撹拌スクリュウである。撹拌スクリュウ１４５と撹
拌スクリュウ１４６とは、ハウジング１４０の底部から
直立した仕切り壁１４０ａを挟んで両側に形成された第
１の撹拌室１４０ｂ及び第２の撹拌室１４０ｃ内にそれ
ぞれ平行に配置されている。

【００４４】１４０ｄは現像器筺体１４０の上部に開口
したトナー補給口部で、トナーカートリッジ１５からト
ナー収容手段１６、トナー搬送手段１７を経て補給され
たトナーを受け入れて第１の撹拌室１４０ｂに投入す
る。

【００４５】図４は図３に示した現像器の平面断面図で
ある。

【００４６】現像スリーブ１４１の両軸端近傍は、支持
部材１４７Ａ，１４７Ｂに設けたボールベアリング１４
８Ａ，１４８Ｂにより回転可能に支持されている。ま
た、現像スリーブ１４１の両軸端付近には、突き当てコ
ロ１４９Ａ，１４９Ｂがボールベアリング１４８Ａ，１
４８Ｂを介して回転可能に支持されている。突き当てコ
ロ１４９Ａ，１４９Ｂの外周面は、像形成体１０の外周
面両端部に接触して、像形成体１０と現像スリーブ１４
１との間隙を一定に保つ。複数の磁極を有するマグネッ
トロール１４２の両軸端は支持部材１４７Ａ，１４７Ｂ
に固定支持されている。現像スリーブ１４１は、一方の
軸端に固定されたギアＧ１に接続する図示しない駆動源
により駆動回転される。Ｇ２は撹拌スクリュウ１４６の
回転軸に駆動を伝達するギア、Ｇ３は撹拌スクリュウ１
４５を回転させるとともに撹拌スクリュウ１４６の回転
軸に駆動を伝達するギアである。

【００４７】トナーカートリッジ１５からトナー収容手
段１６、トナー搬送手段１７を経て第１の撹拌室１４０
ｂの上方のトナー補給口部１４０ｄに投入されたトナー
は、駆動回転する撹拌スクリュウ１４５により図示左矢
印方向に搬送され、仕切り壁１４０ａ末端の開口部１４
０ｅを通過して第２の撹拌室１４０ｃ内に送り込まれ
る。第２の撹拌室１４０ｃ内に送り込まれたトナーは、
撹拌スクリュウ１４６により図示右矢印方向に搬送さ
れ、第２の撹拌室１４０ｃ内に収容された現像剤と撹
拌、混合され、供給ローラ１４３に供給される。

【００４８】補給トナーがトナー補給口１４０ｄから補
給され、撹拌スクリュウ１４５により現像剤と撹拌混合
されながら搬送され、開口部１４０ｅの近傍に設けたト
ナー濃度センサによりトナー濃度が検出される。

【００４９】転写ローラ１９は像形成体１０との間隙に
転写すべきカラー画像先端が達する直前の記録紙先端が
達したときに像形成体１０との間で記録材Ｐを挟圧する
ように像形成体１０側に移動すると共に、電源（図示せ
ず）からトナーの帯電と逆極性の直流電圧を印加され
る。転写ローラ１９の押圧力は、ローラ単位長さ当たり
の線圧力として５〜５００ｇ／ｃｍ、ローラ単位面積当
たり平均圧力として２５〜１０００ｇ／cm²であること
が望ましく、記録紙に圧接するニップ幅が０．５〜５ｍ
ｍ程度であることが望ましい。また、挟圧する相手側の
像形成体１０の曲率半径が４０ｍｍ以上であることが望
ましい。

【００５０】転写ローラ１９は、ステンレス鋼棒からな
る軸体と、その外周にポリウレタンゴム、シリコーンゴ
ム、スチレンブタジエン共重合体エラストマー、オレフ
ィン系エラストマー等の樹脂材をセルサイズ１〜３００
μｍ程度の単砲タイプ若しくは連泡タイプで形成し、更
に前述の樹脂材に導電性付与材としてカーボンブラック
等の無機物及び又は有機導電剤を混合させた電荷供給可
能な導電性とした弾性部材とから構成してある。

【００５１】転写ローラ１９が上述した構成を備えるこ
とにより、記録材Ｐは、転写ローラ１９から安定して十
分に電荷を注入されてトナーの帯電と逆極性の電位に帯
電し、クーロン力と転写ローラ１９による圧力とによっ
て像形成体１０からカラー画像を効率よく転写される。

【００５２】分離電極２０は転写プロセスの直後に記録
紙を交流コロナ又は高圧電流で除電して記録紙の像形成
体１０への静電吸着力を低減し、紙の剛性や自重を利用
して分離しやすく、弱いと薄く剛性の弱い記録紙ほど分
離が難しくなるため、記録紙種や環境を考慮して除電量
をバランスよく設定してある。

【００５３】クリーニング装置２１は、ブレード等を像
形成体１０の表面に接触させることにより、像形成体１
０の表面に付着したトナー及び粉塵を掻き落として廃ト
ナーボックスに捕獲する。

【００５４】以下、本実施の形態における現像器に各種
の撹拌スクリュウを変更して設け、撹拌スクリュウの回
転軸にかかる負荷トルクを変更して現像特性を検討す
る。

【００５５】ここで、図１３及び図１４を参照して負荷
トルクの測定方法を説明する。

【００５６】図１３は負荷トルクの測定装置を示す概略
構成図である。

【００５７】負荷トルクの測定装置は、モータ１とドラ
イバ２と交流電流計３と負荷４とからなるものである。
各種の撹拌スクリュウは負荷４を介してモータ１の駆動
軸に接続する。モータ１はオリエンタルモータ（株）製
のＢＬ４３０Ａ（ＧＤ）−ＡＦで定格回転数３０００ｒ
ｐｍ、定格出力３０Ｗ、定格トルク１．０ｋｇ．ｃｍ、
瞬時最大トルク１．５ｋｇ．ｃｍ、許容慣性負荷７ｋ
ｇ．ｃｍ²である。ドライバ２はオリエンタルモータ
（株）製のＢＬＤ３０Ａ−Ｆであり、単相１００Ｖ±１
０％５０／６０Ｈｚであり、入力電流２．５Ａ以上であ
る。

【００５８】図１４は負荷トルク−ドライバ入力電流特
性を示すグラフである。

【００５９】グラフにおいて、３００ｒｐｍ、１０００
ｒｐｍ、２０００ｒｐｍ、３０００ｒｐｍの負荷トルク
−ドライバ入力電流特性を示してある。本実施の形態で
は３００ｒｐｍの負荷トルク−ドライバ入力電流特性を
用いて測定した。

【００６０】具体的には、表１〜表１８に示す負荷トル
クは各種の撹拌スクリュウを３００ｒｐｍで回転させて
交流電流計３でドライバ入力電流値を読み込み、図１４
に示すグラフから負荷トルクを求めたものである。

【００６１】（評価特性）下記の項目について測定を行
った。

【００６２】（１）細線再現性（２ｄｏｔライン測定）ａ）測定機材印字評価システム：ＹＡ−ＭＡＮ社製ＲＴ−２０００
型ｂ）測定方法転写材（ＸＥＲＯＸ４０２４２０ポンド紙）の上に形
成された細線を上記測定機材により線幅を測定した。実
際には、線画像の濃度分布データをとってその最大値の
半値における全幅を線幅とした。

【００６３】（２）画像かぶり・文字チリ、トナー飛散ａ）測定機材デジタルマイクロスコープ：キーエンス
社製ＶＨ−６２００型ｂ）測定方法非画像部及び文字部分をマイクロスコープで２００倍に
拡大して画像かぶりと文字チリ、トナー飛散の有無を判
断した。

【００６４】（３）画像濃度マクベス濃度計で測定した。

【００６５】

【実施例】

（実施例１）図６は実施例１の現像器に設けた撹拌スク
リュウの概略図である。

【００６６】撹拌スクリュウは、羽根部と、現像器筺体
１４０の両側壁に設けられた軸受部材に回転自在に支持
される回転軸部とから構成されている。なお、羽根部と
回転軸部とは、一体成型加工により形成してもよい。ま
た、羽根部は長軸方向に複数個に分割したものを接合し
て形成したものでもよい。

【００６７】撹拌スクリュウの羽根部を形成する材料と
しては、エフライトＦＬ２０２（日本エフテービー社
製）を使用した。この他、エフライトＦＬ３０２、エフ
ライトＦＬ２０１、エフライトＦＬ３６２（何れも日本
エフテービー社製）でもよい。更に、アクリルニトル・
ブタジエン・スチレンポリカーボネイト、変性ポリフェ
ニレンエーテル、ポリカーボネイト、ポリエチレン、ポ
リエチレンテレフテレイト、フェノール、アセタールポ
リオキシメチレン、ポリスチレン、ポリブチレンテレフ
テレイト、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリメタクリ
ルサンメチル、ポリアミドイミド、ポリフェニレンサル
ファイド等の樹脂材でもよい。更にまた、鉄合金、銅合
金、ステンレス鋼、アルミニウム合金、ニッケル合金な
どの金属でもよい。

【００６８】

【表１】

【００６９】

【表２】

【００７０】

【表３】

【００７１】表１〜表３は、図６に示す撹拌スクリュウ
の形状を下記の数値に設定し、撹拌スクリュウの回転軸
にかかる負荷トルクを変化させて、トナーを補給してト
ナー飛散、画像濃度、２ｄｏｔラインの再現性、文字チ
リの結果を示すものである。

【００７２】表１〜表３に示す画像濃度はマクベス濃度
計で測定したものである。１．３未満を濃度不足と判断
している。

【００７３】２ｄｏｔラインの再現性は１７０±７μｍ
からはずれると不良として判定する。

【００７４】ｐ＝１４ｍｍ、Ｄ＝１４ｍｍ、ｄ＝６ｍ
ｍ、θ₁＝３０°、θ₂＝１３０° 長さＬ＝２５０ｍｍ、ｔ＝１．５ｍｍ、回転数＝１８０
ｒｐｍここで、図９〜図１２を参照して負荷トルク（ｋｇ．ｃ
ｍ）とトナー帯電量Ｑ／Ｍ（μｃ／ｇ）分布との関係を
説明する。なお、帯電量分布はホソカワミクロン（株）
のＥ−ｓｐａｒｔアナライザーで測定した。

【００７５】図９は初期の現像剤の帯電量分布を示すグ
ラフであり、図１０は負荷トルク０．２ｋｇ．ｃｍにお
ける初期の現像剤の帯電量分布を示すグラフであり、図
１１は負荷トルク１．２ｋｇ．ｃｍにおける初期の現像
剤の帯電量分布を示すグラフであり、図１２は負荷トル
ク２．４ｋｇ．ｃｍにおける初期の現像剤の帯電量分布
を示すグラフである。

【００７６】図９〜図１２に示すグラフはいずれも個数
頻度×１０を縦軸にとり、横軸に帯電量（μｃ／ｇ）を
とってある。図１１に示すように負荷トルクを０．３〜
２．０ｋｇ．ｃｍの範囲に設定すれば、図９に示した初
期帯電量分布のように−２０μｃ／ｇ付近で集中したシ
ャープな帯電量分布となっていることを確認した。しか
しながら、図１０及び図１２に示すように０．３〜２．
０ｋｇ．ｃｍの範囲以外になれば、帯電量分布がブロー
ドになっている事がわかる。ここで説明した負荷トルク
（ｋｇ．ｃｍ）とトナー帯電量Ｑ／Ｍ（μｃ／ｇ）分布
との関係は、本明細書で説明する全ての撹拌スクリュウ
で共通してみられた。

【００７７】その結果、表１及び表２に示すように、撹
拌スクリュウの回転軸にかかる負荷トルクを０．３ｋ
ｇ．ｃｍ〜２．０ｋｇ．ｃｍの範囲にしたものの現像性
はトナー飛散なく、画像濃度１．３０〜１．４２で２ｄ
ｏｔラインの再現性を１６４〜１７１μｍで画像カブリ
及び文字チリ、トナー飛散がなく、好適であった。しか
し、表１及び表３に示してあるように撹拌スクリュウの
回転軸にかかる負荷トルクを０．３ｋｇ．ｃｍ〜２．０
ｋｇ．ｃｍの範囲外となれば、現像性がいずれかの評価
項目で好ましくなかった。

【００７８】（実施例２）図７は実施例２の現像器に設
けた撹拌スクリュウの概略図であり、実施例１のものと
羽根部の形態を変えたものである。

【００７９】

【表４】

【００８０】

【表５】

【００８１】

【表６】

【００８２】なお、図７に示す撹拌スクリュウの形状を
下記の数値に設定してある。

【００８３】ｐ＝１６ｍｍ、Ｄ＝１４ｍｍ、ｄ＝６ｍ
ｍ、θ₃＝４０° 長さＬ＝２５０ｍｍ、ｔ＝１．０ｍｍ、回転数＝１７０
ｒｐｍその結果、表４及び表５に示すように、撹拌スクリュウ
の回転軸にかかる負荷トルクを０．３ｋｇ．ｃｍ〜２．
０ｋｇ．ｃｍの範囲にしたものの現像性はトナー飛散な
く、画像濃度１．３０〜１．４２で２ｄｏｔラインの再
現性を１６３〜１７１μｍで画像カブリ及び文字チリ、
トナー飛散がなく、好適であった。しかし、表４及び表
６に示してあるように撹拌スクリュウの回転軸にかかる
負荷トルクを０．３ｋｇ．ｃｍ〜２．０ｋｇ．ｃｍの範
囲外となれば、現像性がいずれかの評価項目で好ましく
なかった。

【００８４】（実施例３）実施例３では図４に示す撹拌
スクリュウを用いた。図４に示す撹拌スクリュウ１４５
と撹拌スクリュウ１４６はほぼ同形状をなすから、以
下、撹拌スクリュウ１４５を代表として説明する。

【００８５】図５（ａ）は本実施の形態における撹拌ス
クリュウ１４５の正面図であり、図５（ｂ）及び図５
（ｃ）は該撹拌スクリュウ１４５のＡ−Ａ部分断面図で
ある。

【００８６】撹拌スクリュウ１４５は、スパイラル状に
形成された螺旋状羽根部１４５ａと、現像器筺体１４０
の両側壁に設けられた軸受部材に回転自在に支持される
回転軸部１４５ｂとから構成されている。なお、螺旋状
羽根部１４５ａと回転軸部１４５ｂとは、一体成型加工
により形成してもよい。また、螺旋状羽根部１４５ａは
長軸方向に複数個に分割したものを接合して形成したも
のでもよい。

【００８７】撹拌スクリュウ１４５の螺旋状羽根部１４
５ａを形成する材料としては、エフライトＦＬ２０２
（日本エフテービー社製）を使用した。

【００８８】図５（ｂ）に示す撹拌スクリュウ１４５の
螺旋状羽根部１４５ａのＡ−Ａ部分断面図において、Ｆ
は螺旋状羽根部の根元の厚さ、ｆは螺旋状羽根部の先端
部の厚さ、ｐはスクリュウのピッチ、θは羽根部分の傾
斜面１４５ｃが軸線となす傾斜角度である。また、図５
（ａ）に示すＤは撹拌スクリュウ１４５の螺旋状羽根部
１４５ａの外径、ｄは回転軸部１４５ｂの外径、ｈは螺
旋状羽根部の山の高さで、ｈ＝（Ｄ−ｄ）／２である。

【００８９】図５（ｃ）において、撹拌スクリュウ１４
５の回転により、現像剤は螺旋状羽根部１４５ａの傾斜
面１４５ｃによって、水平方向分力Ｆｈと垂直方向分力
Ｆｖとが加えられる。水平方向分力Ｆｈは現像剤を撹拌
スクリュウ１４５の軸方向に搬送し、垂直方向分力Ｆｖ
は現像剤を軸直角方向に撹拌する。

【００９０】今回、撹拌スクリュウ１４５の螺旋状羽根
部１４５ａのスパイラル角度が３０〜７５度であり、か
つ、撹拌スクリュウ１４５の回転軸にかかる負荷トルク
が０．３〜２．０ｋｇ．ｃｍ以下の範囲で設計すること
で現像装置１４に補給された補給トナーの撹拌性が向上
し、帯電量分布がブロードになることで発生し、ランニ
ングによる現像性低下やトナー飛散、細線再現性低下、
文字チリ、画像かぶりなどの諸問題が解消される。

【００９１】以下に図５を参照して説明した撹拌スクリ
ュウ１４５の形状を下記の数値に設定し、現像性を評価
する。

【００９２】Ｐ＝１４ｍｍ、ｆ＝１ｍｍ、Ｄ＝１４ｍ
ｍ、ｄ＝６ｍｍ、ｈ＝４ｍｍ、長さＬ＝２００ｍｍ、θ
＝３０°、回転数＝１７０ｒｐｍ

【００９３】

【表７】

【００９４】

【表８】

【００９５】

【表９】

【００９６】その結果、表７及び表８に示すように、撹
拌スクリュウ１４５の回転軸にかかる負荷トルクを０．
３ｋｇ．ｃｍ〜２．０ｋｇ．ｃｍの範囲にしたものの現
像性は、画像濃度１．３２〜１．４４で２ｄｏｔライン
の再現性を１６７〜１７５μｍで画像かぶり及び文字チ
リ、トナー飛散がなく、好適であった。しかし、表７及
び表９に示すように撹拌スクリュウ１４５の回転軸にか
かる負荷トルクを０．３ｋｇ．ｃｍ〜２．０ｋｇ．ｃｍ
の範囲外にしたものは、現像性がいずれかの評価項目で
好ましくなかった。

【００９７】次いで、θ＝５０°とした以外は同様にし
て評価した。

【００９８】

【表１０】

【００９９】

【表１１】

【０１００】

【表１２】

【０１０１】その結果、表１０及び表１１に示すよう
に、撹拌スクリュウ１４５の回転軸にかかる負荷トルク
を０．３ｋｇ．ｃｍ〜２．０ｋｇ．ｃｍの範囲にしたも
のの現像性は、画像濃度１．３０〜１．４２で２ｄｏｔ
ラインの再現性を１６７〜１７２μｍで画像かぶり及び
文字チリ、トナー飛散がなく、好適であった。しかし、
表１０及び表１２に示すように撹拌スクリュウ１４５の
回転軸にかかる負荷トルクを０．３ｋｇ．ｃｍ〜２．０
ｋｇ．ｃｍの範囲外にしたものは、現像性がいずれかの
評価項目で好ましくなかった。

【０１０２】次にθ＝７５°した以外は同様に評価し
た。

【０１０３】

【表１３】

【０１０４】

【表１４】

【０１０５】

【表１５】

【０１０６】その結果、表１３及び表１４に示すよう
に、撹拌スクリュウ１４５の回転軸にかかる負荷トルク
を０．３ｋｇ．ｃｍ〜２．０ｋｇ．ｃｍの範囲にしたも
のの現像性は、画像濃度１．３０〜１．４１で２ｄｏｔ
ラインの再現性を１６６〜１７１μｍで画像かぶり及び
文字チリ、トナー飛散がなく、好適であった。しかし、
表１３及び表１５に示すように撹拌スクリュウ１４５の
回転軸にかかる負荷トルクを０．３ｋｇ．ｃｍ〜２．０
ｋｇ．ｃｍの範囲外にしたものは、現像性がいずれかの
評価項目で好ましくなかった。

【０１０７】（実施例４）図８は実施例４の撹拌スクリ
ュウを示す斜視図である。

【０１０８】図８に示す撹拌スクリュウはいわゆる２重
スクリュウである。

【０１０９】撹拌スクリュウは、スパイラル状に形成さ
れた螺旋状羽根部と、現像器筺体１４０の両側壁に設け
られた軸受部材に回転自在に支持される回転軸部１４５
ｂとから構成されている。なお、螺旋状羽根部と回転軸
部とは、一体成型加工により形成してもよい。また、螺
旋状羽根部は長軸方向に複数個に分割したものを接合し
て形成したものでもよい。

【０１１０】撹拌スクリュウの螺旋状羽根部を形成する
材料としては、エフライトＦＬ２０２（日本エフテービ
ー社製）を使用した。

【０１１１】

【表１６】

【０１１２】

【表１７】

【０１１３】

【表１８】

【０１１４】なお、図８に示す撹拌スクリュウ１４５の
形状を下記の数値に設定した。

【０１１５】Ｐ＝１４ｍｍ、ｆ＝１ｍｍ、Ｄ＝１４ｍ
ｍ、ｄ＝６ｍｍ、ｈ＝４ｍｍ、長さＬ＝２００ｍｍ、Ｆ
＝４ｍｍ、回転数＝１８０ｒｐｍその結果、表１６及び表１７に示すように、撹拌スクリ
ュウ１４５の回転軸にかかる負荷トルクを０．３ｋｇ．
ｃｍ〜２．０ｋｇ．ｃｍの範囲にしたものの現像性は、
画像濃度１．３０〜１．４４で２ｄｏｔラインの再現性
を１６５〜１７５μｍで画像かぶり及び文字チリ、トナ
ー飛散がなく、好適であった。しかし、表１６及び表１
８に示すように撹拌スクリュウ１４５の回転軸にかかる
負荷トルクを０．３ｋｇ．ｃｍ〜２．０ｋｇ．ｃｍの範
囲外にしたものは、現像性がいずれかの評価項目で好ま
しくなかった。

【０１１６】

【発明の効果】請求項１〜請求項６に記載の発明は、上
記構成を備えることにより、最適化した負荷トルク条件
とすることにより現像装置に補給された補給トナーの撹
拌性を向上して帯電量分布をシャープに保つことができ
るので、トナー飛散、濃度低下や画像かぶり、細線再現
性低下、文字チリがみられない現像性の良好な現像装置
を提供することができた。

【０１１７】請求項７に記載の発明は、上記構成を備え
ることにより、トナー飛散、濃度低下や画像かぶり、細
線再現性低下、文字チリがみられない現像性の良好な画
像形成装置を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態における画像形成装置を示した概
略断面図である。

【図２】複数の現像器を備えた現像装置１４の構成を示
す断面図である。

【図３】現像器の断面図である。

【図４】図３に示した現像器の平面断面図である。

【図５】実施例３の撹拌スクリュウを示す図である。

【図６】実施例１の現像器に設けた撹拌スクリュウの概
略図である。

【図７】実施例２の現像器に設けた撹拌スクリュウの概
略図である。

【図８】実施例４の撹拌スクリュウを示す斜視図であ
る。

【図９】初期の現像剤の帯電量分布を示すグラフであ
る。

【図１０】負荷トルク０．２ｋｇ．ｃｍにおける初期の
現像剤の帯電量分布を示すグラフである。

【図１１】負荷トルク１．２ｋｇ．ｃｍにおける初期の
現像剤の帯電量分布を示すグラフである。

【図１２】負荷トルク２．４ｋｇ．ｃｍにおける初期の
現像剤の帯電量分布を示すグラフである。

【図１３】負荷トルクの測定装置を示す概略構成図であ
る。

【図１４】負荷トルク−ドライバ入力電流特性を示すグ
ラフである。

【符号の説明】

１０像形成体１４現像装置１４１現像スリーブ１４５，１４６撹拌スクリュウ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像剤を像形成体の現像領域に搬送する
現像スリーブと前記現像剤を撹拌、搬送する撹拌スクリ
ュウとを備えた現像装置において、前記撹拌スクリュウ
の回転軸にかかる負荷トルクが０．３ｋｇ．ｃｍ〜２．
０ｋｇ．ｃｍであることを特徴とする現像装置。
【請求項２】現像剤を像形成体の現像領域に搬送する
現像スリーブと前記現像剤を撹拌、搬送する撹拌スクリ
ュウとを備えた現像装置において、前記撹拌スクリュウ
は回転軸と当該回転軸上に設けた螺旋状羽根部とからな
り、当該羽根部の軸方向のスパイラル角度（θ）が３０
〜７５度であり、かつ、前記撹拌スクリュウの回転軸に
かかる負荷トルクが０．３ｋｇ．ｃｍ〜２．０ｋｇ．ｃ
ｍであることを特徴とする現像装置。
【請求項３】現像剤を像形成体の現像領域に搬送する
現像スリーブと前記現像剤を撹拌、搬送する撹拌スクリ
ュウとを備えた現像装置において、前記撹拌スクリュウ
は回転軸と当該回転軸上に設けた螺旋状羽根部とからな
り、当該螺旋状羽根部が２重に形成され、当該羽根部の
軸方向のスパイラル角度（θ）が３０〜７５度であり、
かつ、前記撹拌スクリュウの回転軸にかかる負荷トルク
が０．３ｋｇ．ｃｍ〜２．０ｋｇ．ｃｍであることを特
徴とする現像装置。
【請求項４】現像時に像形成体と、現像スリーブとの
間に直流電圧成分と交流電圧成分とが重畳して印加さ
れ、２成分現像剤が用いられることを特徴とする請求項
１〜３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】非接触現像方式であることを特徴とする
請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】反転現像がなされることを特徴とする請
求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項７】像形成体から複数色のトナー像を転写材
に一括転写する画像形成装置において、請求項１〜３の
いずれか１項に記載の現像装置を備えることを特徴とす
る画像形成装置。