JPH10221936A

JPH10221936A - 現像方法、現像装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH10221936A
Application number: JP9027695A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Sato; 和彦佐藤
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1997-02-12
Filing date: 1997-02-12
Publication date: 1998-08-21

Abstract

(57)【要約】【課題】補給トナーと現像剤とが完全に撹拌混合され
る時間を短縮する。現像剤の帯電量の立ち上がり時間を
短縮する。連続多数枚プリントしても画像濃度の低下に
よる画質不良や帯電量低下によるトナー飛散発生を防止
する。【解決手段】静電潜像を担持する像担持体１０と現像
領域を介して対向する現像剤担持体１４１に、撹拌スク
リュー１４５により現像剤を撹拌して搬送する現像方法
において、撹拌スクリュー１４５は、中心軸のない螺旋
状羽根部１４５ａと、螺旋状羽根部１４５ａの両端に固
定された回転軸部１４５ｂとから成り、撹拌スクリュー
１４５の駆動回転により、螺旋状羽根部１４５ａが現像
剤を撹拌、搬送して、現像剤担持体１４１に現像剤を供
給することを特徴とする現像方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の複
写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に備え
られた現像装置に関し、特に、複数の現像装置を有する
カラー画像形成装置における現像装置の現像剤撹拌手段
の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置の現像方式には、通常の電
子写真複写機等に用いられる正規現像方式と、デジタル
プリンタやデジタル電子写真複写機等に用いられる反転
現像方式が知られている。反転現像方式には、一般にレ
ーザ、ＬＥＤ等を光源として用い、帯電、露光により感
光体上に形成された潜像を、感光体の帯電極性と同極性
に帯電したトナーにより現像して、トナー像とする方式
である。例えば、感光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、感光体上にトナー像を形成する方式である。現
像処理後に、コロナ放電等を用いる転写装置により転写
材をトナーの極性と逆極性に帯電させ、感光体上のトナ
ー像を転写材により転写させる。その後、ＡＣコロナま
たはＤＣコロナ放電により転写材の電位を下げ、転写材
と感光体との付着力を低減させたのち、感光体表面から
転写材を剥離し、次のプロセスに移行する。

【０００３】従来の現像装置においては、回転する像形
成体に近接して回転する現像剤担持体が配置されてい
る。該現像剤担持体は中空円筒体状に形成されて、前記
像形成体に対向する側に開口部を有するハウジングに収
納されている。該現像剤担持体には、例えば６００Ｖの
直流電圧に、１７００Ｖ，８０００Ｈｚの交流電圧が重
畳された現像バイアス電圧が印加される。該現像剤担持
体は、その内部に固定磁石を有し、現像剤担持体の外周
表面には、トナー粒子と磁性粒子（キャリア）とを混合
した二成分現像剤を担持している。

【０００４】現像装置は、前記トナー粒子と磁性粒子と
から成る二成分現像剤を収容する現像器ハウジング、内
部に固定の磁石体を有する磁界発生手段（マグネットロ
ール）を有する現像剤搬送手段である現像剤担持体、供
給ローラ、前記現像剤担持体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、撹拌スクリューから構成
されている。前記現像器ハウジング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前記現像器ハウ
ジング内に補給されたトナーは、回転する前記撹拌スク
リューにより前記現像器ハウジング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、前記回
転する前記供給ローラにより前記現像剤担持体の外周面
上に供給される。前記現像剤担持体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。

【０００５】従来の撹拌スクリューは、中心軸と該中心
軸に螺旋状に巻回された羽根部とから成り、中心軸の両
端部は現像器ハウジングの壁体に設けた軸受に支持され
ている。駆動源に接続された前記中心軸の回転により、
前記螺旋状の羽根部は現像剤を搬送及び撹拌する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】電子写真方式の複写機
やプリンタ等の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、小径の像担持体
を達成するためにも現像装置の小型化が必要である。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ーの収納スペースが少なくなる
ので、撹拌スクリューを小径化しなければならない。し
かし、従来の中心軸を有する小径化された撹拌スクリュ
ーでは、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トナー濃度にならなかったり、ラン
ニングとともに帯電量分布がブロード分布になること
で、現像処理中に現像性低下を発生したり、文字チリ、
画像かぶり、トナー飛散を引き起こす。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の問題点
を解決するためになされたものであり、撹拌スクリュー
を改善することにより、現像装置を小型化し、かつ、現
像装置に補給された補給トナーの撹拌性を向上し、ラン
ニングによる現像性低下や文字チリ、画像かぶり、トナ
ー飛散を解消することができ、濃度を一定化して安定し
た調和のとれた鮮明なカラー画像が得られる現像装置を
備えた画像形成装置を提供することを目的とするもので
ある。

【０００８】上記の目的を達成する本発明の請求項１に
記載の現像方法は、静電潜像を担持する像担持体と現像
領域を介して対向する現像剤担持体に、撹拌スクリュー
により現像剤を撹拌して搬送する現像方法において、前
記撹拌スクリューは、中心軸のない螺旋状羽根部と、該
螺旋状羽根部の両端に固定された回転軸部とから成り、
前記撹拌スクリューの駆動回転により、前記螺旋状羽根
部が現像剤を撹拌、搬送して、前記現像剤担持体に現像
剤を供給することを特徴とするものである。

【０００９】また、上記の目的を達成する本発明の請求
項２に記載の現像装置は、静電潜像を担持する像担持体
と現像領域を介して対向する現像剤担持体に、現像剤を
撹拌して搬送する撹拌スクリューを備えた現像装置にお
いて、前記撹拌スクリューは、現像剤を撹拌、搬送する
ための中心軸のない螺旋状羽根部と、該螺旋状羽根部の
両端に固定された回転軸部とから成ることを特徴とする
ものである。

【００１０】さらに、上記の目的を達成する本発明の請
求項５に記載の画像形成装置は、静電潜像を担持する像
担持体と該静電潜像を顕像する現像剤を担持する現像剤
担持体とが対向する現像領域を形成する現像装置を備え
た画像形成装置において、前記現像装置内に収容された
現像剤を撹拌して現像剤担持体へ搬送する撹拌スクリュ
ーが、現像剤を撹拌、搬送するための中心軸のない螺旋
状羽根部と、該螺旋状羽根部の両端に固定された回転軸
部とから成ることを特徴とするものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の説明に先立
って、本発明の現像装置を複数組搭載した画像形成装置
の一例であるカラープリンタの構成とその作用を図１の
断面構成図によって説明する。

【００１２】このカラープリンタは、像担持体上に順次
形成される各色トナー像を重ね合わせたのち、転写部で
記録紙上に１回で転写してカラー画像を形成し、その
後、分離手段により像担持体面から剥離する方式のカラ
ー画像形成装置である。

【００１３】図１において、１０は像担持体である感光
体ドラムで、ＯＰＣ感光体（有機感光体）をドラム基体
上に塗布形成したもので、接地されて図示の時計方向に
駆動回転される。１１はスコロトロン帯電器で、感光体
ドラム１０周面に対し高電位Ｖ_Hの一様な帯電をグリッ
ド電位Ｖ_Gに電位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与えられる。このスコロト
ロン帯電器１１による帯電に先だって、前プリントまで
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ＰＣＬ（帯電前除電器）１２による露光を行って感光
体周面の除電をしておく。

【００１４】感光体ドラム１０への一様帯電ののち、像
露光手段１３により画像信号に基づいた像露光が行われ
る。像露光手段１３は図示しないレーザーダイオードを
発光光源とし回転するポリゴンミラー１３１，ｆθレン
ズ１３２，シリンドリカルレンズ１３３を経て反射ミラ
ー１３４により光路を曲げられ主走査がなされるもの
で、感光体ドラム１０の回転（副走査）によって潜像が
形成される。本実施例では文字部に対して露光を行い、
文字部の方が低電位Ｖ_Lとなるような反転潜像を形成す
る。

【００１５】感光体ドラム１０の周縁には、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二成分現像剤をそれぞれ
内蔵した現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋから成
る現像装置が設けられている。

【００１６】先ず１色目のイエロー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剤担持体（以
下、現像スリーブと称す）１４１によって行われる。現
像剤はフェライトをコアとしてそのまわりに絶縁性樹脂
をコーティングしたキャリアと、ポリエステルを主材料
として色に応じた顔料と荷電制御剤、シリカ、酸化チタ
ン等を加えたトナーとからなるもので、現像剤は現像剤
層形成手段によって現像スリーブ１４１上に１００〜６
００μｍの現像剤層厚に規制されて現像領域へと搬送さ
れる。

【００１７】現像領域における現像スリーブ１４１と感
光体ドラム１０との間隙は現像剤層厚よりも大きい０．
２〜１．０ｍｍとして、この間にＡＣバイアスＶ_ACとＤ
ＣバイアスＶ_DCが重畳して印加される。ＤＣバイアスＶ
_DCと高電位Ｖ_H、トナーの帯電は同極性であるため、Ａ
Ｃバイアス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、ＤＣバイアスＶ_DCより電位の高
い高電位Ｖ_Hの部分には付着せず、ＤＣバイアスＶ_DCよ
り電位の低い低電位Ｖ_L部分に付着し顕像化（反転現
像）が行われる。

【００１８】１色目の顕像化が終った後、２色目のマゼ
ンタの画像形成行程に入り、再びスコロトロン帯電器１
１による一様帯電が行われ、２色目の画像データによる
潜像が像露光手段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。

【００１９】再び感光体ドラム１０周面の全面に亘って
高電位Ｖ_Hの電位となった感光体のうち、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電位Ｖ_Mの潜像が形成
され、ＤＣバイアスＶ_DCと電位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色目の現像を低電位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。

【００２０】３色目のシアン、４色目の黒色についても
２色目のマゼンタと同様の画像形成行程が行われ、感光
体ドラム１０周面上には４色の顕像が形成される。

【００２１】上記各現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１
４Ｋに新規の各色トナーを制御して補給するトナー供給
装置は、着脱可能な複数のトナーカートリッジ１５
（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、トナー貯蔵手段１６（Ｙ，Ｍ，
Ｃ，Ｋ）、トナー搬送手段１７（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）から
構成されている。

【００２２】一方、給紙カセット１８より半月ローラ１
８１を介して搬出された一枚の転写材（転写紙等）Ｐは
一旦停止し、転写のタイミングの整った時点で給紙部の
レジストローラ対１８２の回転作動により転写域へと給
紙される。

【００２３】転写域においては転写のタイミングに同期
して感光体ドラム１０の周面に転写手段１９が圧接さ
れ、給紙された転写材Ｐを挟着して多色像が一括して転
写される。

【００２４】次いで、転写材Ｐは分離手段２０によって
除電され、感光体ドラム１０の周面より分離して定着装
置２２に搬送され、熱ローラ（上ローラ）２２１と圧着
ローラ（下ローラ）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を介して装置外部の排
紙トレイ２４上に排出される。なお、転写手段１９は転
写材Ｐの通過後感光体ドラム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。

【００２５】一方、転写材Ｐを分離した感光体ドラム１
０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・清掃され、再びＰＣＬ１２によ
る除電とスコロトロン帯電器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
は感光体面のクリーニング後、直ちに移動して感光体ド
ラム１０の周面より退避する。ブレード２１１によって
クリーニング装置２１内に掻き落された廃棄トナーは、
スクリュー２１２により排出されたのち、図示しない廃
トナー回収容器内へ貯留される。

【００２６】図２は複数の現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４
Ｃ，１４Ｋから成る現像装置１４の構成を示す断面図で
ある。感光体ドラム１０の周縁には、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，１４Ｃ，１４Ｋから成る現像装置１４
が設けられている。現像器ハウジングは、現像器１４Ｙ
用の現像器ハウジング１４０Ｙ、現像器１４Ｍ用の現像
器ハウジング１４０Ｍ、現像器１４Ｃ用の現像器ハウジ
ング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，１４
Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋはほぼ同じ構成をなすから、以下、
現像装置１４、現像器ハウジング１４０と称して説明す
る。

【００２７】図３は現像装置１４の断面図である。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ハウジング、１４１は内部に固定
の磁石体を有する磁界発生手段（マグネットロール）１
４２を有する現像剤搬送手段である現像スリーブ（現像
剤担持体）、１４３は現像剤供給ローラ（以下、供給ロ
ーラと称す）、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、１４５，
１４６は現像剤撹拌スクリュー（以下、撹拌スクリュー
と称す）である。撹拌スクリュー１４５と撹拌スクリュ
ー１４６とは、現像器ハウジング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。

【００２８】１４０ｄは現像器ハウジング１４０の上部
に開口したトナー補給口部で、図１に示すトナーカート
リッジ１５からトナー貯蔵手段１６、トナー搬送手段１
７を経て補給されたトナーを受け入れて前記第１の撹拌
室１４０ｂに投入する。

【００２９】図４は現像装置１４の平面断面図である。
現像スリーブ１４１の両軸端近傍は、支持部材１４７Ａ
に設けた玉軸受（ボールベアリング）１４８Ａと、支持
部材１４７Ｂに設けた玉軸受１４８Ｂとにより回転可能
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が玉軸受を
介して回転可能に支持されている。突き当てコロ１４９
Ａ，１４９Ｂの外周面は、感光体ドラム１０の外周面両
端部に接触して、感光体ドラム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磁界発生
手段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は撹拌スクリュー１４６の回転
軸に駆動を伝達するギア、Ｇ３は前記撹拌スクリュー１
４５を回転させるとともに撹拌スクリュー１４６の回転
軸に駆動を伝達するギアである。

【００３０】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ー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、
撹拌スクリュー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。

【００３１】撹拌スクリュー１４５と撹拌スクリュー１
４６はほぼ同形状をなすから、以下、撹拌スクリュー１
４５を代表として説明する。

【００３２】図５（ａ）は本発明の撹拌スクリュー１４
５の正面図、図５（ｂ）及び図５（ｃ）は撹拌スクリュ
ー１４５のＡ−Ａ部分断面図である。

【００３３】撹拌スクリュー１４５は、スパイラル状に
形成された螺旋状羽根部１４５ａと、現像器ハウジング
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。

【００３４】螺旋状羽根部１４５ａは、現像剤を撹拌、
搬送するための中心軸のない中空状になっている。螺旋
状羽根部１４５ａと回転軸部１４５ｂとは、別体加工し
たものを接合して一体化してもよい。あるいは螺旋状羽
根部１４５ａと回転軸部１４５ｂとを一体成型加工によ
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。

【００３５】撹拌スクリュー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。この他、エフラ
イトＦＬ３０２、エフライトＦＬ２０１、エフライトＦ
Ｌ３６２（何れも日本エフテービー社製）でもよい。更
に、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリルブタジエンスチレ
ン）、変性ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ＰＣ
（ポリカーボネート）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＥＴ
Ｐ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＦ（フェノール
樹脂）、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＳ（ポリスチレ
ン）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＰ
（ポリプロピレン）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＭＭＡ
（ポリメチルメタクリレート）、ＰＡＩ（ポリアミドイ
ミド）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイト）、ＰＰ
Ｏ（ポリフェニレンオキサイド）、ＰＳＦ（ポリサルホ
ン）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルホン）、ＰＥＩ（ポリ
エーテルイミド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケ
トン）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。

【００３６】図５（ｂ）に示す撹拌スクリュー１４５の
螺旋状羽根部１４５ａのＡ−Ａ部分断面図において、Ｔ
は螺旋状羽根部の根元の厚さ、ｔは該螺旋状羽根部の先
端部の厚さ、ｐはスクリューのピッチ、ｈは螺旋状羽根
部の山の高さ、θは該羽根部分の傾斜面１４５ｃが軸線
となす傾斜角度である。撹拌スクリュー１４５の螺旋状
羽根部１４５ａの外径をＤ、内径をｄとすると、螺旋状
羽根部の山の高さｈは、ｈ＝（Ｄ−ｄ）／２である。ま
た、撹拌スクリュー１４５のスパイラル角度は、３０〜
７５°が好ましい。

【００３７】図５（ｃ）に示す撹拌スクリュー１４５に
おいて、撹拌スクリュー１４５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ー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。

【００３８】図６は本発明による撹拌スクリューの他の
実施の形態を示す正面図である。

【００３９】撹拌スクリュー１４５Ａは、スパイラル状
に形成された第１の螺旋状羽根部１４５Ａ₁と、第２の
螺旋状羽根部１４５Ａ₂とを組み合わせた二重螺線構造
をなし、その両端部には回転軸部１４５ｂが一体化に形
成されている。図示の撹拌スクリュー１４５Ａは、第１
の螺旋状羽根部１４５Ａ₁のピッチｐ₁と第２の螺旋状羽
根部１４５Ａ₂のピッチｐ₂とをほぼ等しく、第１の螺旋
状羽根部１４５Ａ₁と第２の螺旋状羽根部１４５Ａ₂との
各頂部間隔ａもほぼ等しく、多条ネジの如く設定した。
なお、第１の螺旋状羽根部１４５Ａ₁と第２の螺旋状羽
根部１４５Ａ₂との各頂部間隔を不等間隔にしてもよ
い。また、撹拌スクリューの各螺旋状羽根部のスパイラ
ル角度（ヘリカル角度）を大にして、ピッチｐを大きく
設定し、３個以上の螺旋状羽根部を組み合わせた多重螺
線構造に形成することも可能である。

【００４０】

【実施例】以下、本発明による現像装置の実施例を説明
する。

【００４１】（実施例１）帯電量の立ち上がり評価現像器ハウジング１４０の第１の撹拌室１４０ｂと第２
の撹拌室１４０ｃ内の各底面にキャリアを入れ、その上
にトナーを入れる。この時、キャリアとトナーとから成
る二成分現像剤の総重量を２００ｇ、トナー濃度が９％
になるように設定した。

【００４２】キャリアとトナーとが混合していない状態
を初期状態として、撹拌スクリューにより撹拌を開始
し、撹拌時間と現像剤の帯電量の変化とを測定した結果
を図７の特性図に示す。

【００４３】本発明の中心軸なしタイプの撹拌スクリュ
ーによる現像剤撹拌特性は、図のＡに示すように帯電量
の立ち上がり方が急激であり、短時間で所定の帯電量に
達し、現像剤の撹拌効率が高い。これに対して従来の中
心軸を有する撹拌スクリューによる現像剤撹拌特性は、
図のＢに示すように帯電量の立ち上がり方が緩慢であ
り、約１２０秒後に所定の帯電量になる。

【００４４】なお、帯電量の測定に当たっては、現像器
の撹拌スクリューの近傍より現像剤を採取し、それを下
記の帯電量測定方法により測定した。

【００４５】＜帯電量測定方法＞キャリアとトナーとが
混合された試料を、ステンレス鋼製のメッシュスクリー
ンをセットした測定用セルに入れ、窒素ガスを用いて内
圧が０．２ｋｇ／ｃｍ²となる圧力で６秒間ブローオフ
し、飛散した粉体の電荷と質量から測定する。

【００４６】＜実験環境＞２０℃，５０％ＲＨ＜撹拌スクリュー１４５＞Ｄ＝１４ｍｍ，ｄ＝６ｍｍ，ｐ＝１４ｍｍ，Ｔ＝５ｍ
ｍ，ｔ＝１ｍｍ回転数１７０ｒｐｍ材質エフライトＦＬ２０２（日本エフテービー社製）（実施例２）帯電量分布特性図８は、トナー帯電量分布の特性図である。図に示す特
性図は、縦軸にトナーの個数頻度をとり、横軸に帯電量
Ｑ／Ｍをとってある。

【００４７】実験環境及び撹拌スクリューの諸元は、前
記の実施例１と同様である。但し、撹拌スクリューの回
転数を１９０ｒｐｍにした。

【００４８】＜帯電量分布測定＞トナーの帯電量分布測
定には、粒子帯電量分布測定装置Ｅ−ＳＰＡＲＴアナラ
イザ（ホソカワミクロン（株）製）を用いた。該装置
は、電界中の空気振動場における粒子の運動をレーザー
ドップラー法で検知し、そのデータより個々の粒子の個
数と粒径と帯電量を同時に測定するものである。

【００４９】＜画像形成条件＞非接触二成分現像方式の
フルカラーレーザープリンタのＫｏｎｉｃａＣｏｌｏ
ｒＬａｓｅｒＢｉｔＫＬ−２０１０（コニカ
（株）製）を改良し、前記図３、図４の構成をもつ現像
器に現像剤を装填し、印字率１２％で実写を行った。３
００００枚のプリント後の現像剤の帯電量分布を上記の
粒子帯電量分布測定装置を用いて測定し、本発明の撹拌
スクリューと従来の撹拌スクリューとの差異を比較し
た。

【００５０】図８に示されるように、本発明の中心軸な
しの撹拌スクリューによるトナーの帯電量分布は、初期
帯電量分布とほぼ等しい−２０μｃ／ｇ付近に集中した
シャープな帯電量分布をなしていることを確認した。

【００５１】これに対して、従来の中心軸を有する撹拌
スクリューでは、帯電量分布が広がっている。トナーの
帯電量が高過ぎると、現像領域で現像スリーブ１４１か
らトナーが感光体ドラム１０に向かって飛翔しにくく、
安定した非接触現像が行われにくい。また、トナーの帯
電量が低いと、未帯電トナーや弱帯電トナーが発生し、
現像スリーブ１４１面からトナーが飛散したり、画像か
ぶり、文字チリ等の現像性低下を発生する。

【００５２】このように、中心軸なしの撹拌スクリュー
を用いることにより、現像器１４に補給された補給トナ
ーの撹拌性が向上し、ランニングによる現像性低下や、
トナー飛散、画像かぶり、文字チリを解消することがで
き、安定した画像を出力することが可能となる。また、
撹拌不良による現像剤の帯電不均一、未帯電トナーの存
在による現像性低下、トナー飛散、画像かぶり、文字チ
リ画像形成された転写材上にトナーの塊が落下し画像欠
陥を発生する等の諸問題が解消される。

【００５３】特に、カラー現像においては、安定した本
発明の撹拌スクリューにより、安定した帯電量分布によ
り、多色の重ね合わせ現像時に、色濁りのない優れた画
質が得られる。

【００５４】（実施例３）画像評価本発明の中心軸なしの撹拌スクリューを備えた現像器
と、従来の中心軸有りの撹拌スクリューを備えた現像器
とによる現像画像評価を、下記の項目について比較測定
した。

【００５５】（１）画像濃度マクベス反射型濃度計を用いて測定した。

【００５６】（２）細線再現性（２ｄｏｔライン幅測
定）測定機材印字評価システム：ＹＡ−ＭＡＮ社製ＲＴ−２０００
型測定方法前記改造フルカラーレーザープリンタ（３００ｄｐｉ）
により、転写紙（Ｘｅｒｏｘ４０２４，２０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。具体的には、線画像の濃度分布データをとっ
て、その最大幅の半値における全幅を線幅とした。

【００５７】（３）文字チリ、画像かぶり測定機材デジタルマイクロスコープ：キーエンス社製，ＶＨ−６
２００型測定方法非画像部分及び文字部分を上記のマイクロスコープで１
００倍に拡大して測定し、文字チリと画像かぶりの有無
を判断した。画像かぶりは単位面積当たりのトナー個数
（個数／ｍｍ²）で表す。

【００５８】前記非接触二成分現像方式のフルカラーレ
ーザープリンタのＫｏｎｉｃａＣｏｌｏｒＬａｓｅ
ｒＢｉｔＫＬ−２０１０（コニカ（株）製）を改良
し、前記図３、図４の構成をもつ現像器に現像剤を装填
し、印字率２０％で実写を行った。

【００５９】実験環境及び撹拌スクリューの諸元は、前
記の実施例１と同様である。但し、撹拌スクリューの回
転数を１６０ｒｐｍにした。

【００６０】評価結果は、１千枚プリント、５千枚プリ
ント、１万５千枚プリント、２万枚プリント、２万５千
枚プリント、３万枚プリントの各終了時の特性を下記表
１、表２に示した。

【００６１】

【表１】

【００６２】

【表２】

【００６３】表１は、本発明の中心軸なしの撹拌スクリ
ュー１４５を備えた現像器による画像評価を示す。この
中心軸なしのタイプでは、画像濃度、細線再現性（２ｄ
ｏｔライン幅）は安定しており、文字チリや画像かぶり
も発生しなかった。

【００６４】表２は、従来の中心軸有りの撹拌スクリュ
ーを備えた現像器による画像評価を示す。この中心軸有
りのタイプでは、画像濃度の低下、細線（２ｄｏｔライ
ン）の幅細り、文字チリや画像かぶりの発生が著しい。

【００６５】表１、表２において、文字チリの欄で、○
印は文字チリが確認されず良好な画像を示し、△印は拡
大して観察したとき文字チリが確認されたものを示し、
×印は文字チリが多く発生した画質不良を示す。

【００６６】画像濃度については、表２において２万枚
プリント以後に、濃度が著しく低下し、画質不良となっ
た（※印）。

【００６７】２ｄｏｔライン幅測定による細線再現性で
は、１７０±５μｍからはずれたものは、不良と判定さ
れる。その結果、表２において２万枚プリント以後に細
線再現性が低下し、線細りを生じた（※印）。

【００６８】画像かぶりについては、表２において２万
枚プリント以後に、単位面積当たりのトナー個数（個数
／ｍｍ²）が増大し、画質不良となった（※印）。

【００６９】本発明の現像装置は、複数の現像器を備え
たカラー画像形成装置に限定されず、現像器１個のモノ
クロ画像形成装置にも適用可能である。しかし、カラー
画像形成装置の場合は、撹拌スクリューの小径化による
現像器の小型化やコスト低減等の効果が特に著しい。

【００７０】

【発明の効果】本発明の現像剤撹拌搬送部に中心軸を有
しない撹拌スクリューを備えた現像装置及び現像方法に
より、（１）補給トナーと現像剤とが完全に撹拌混合される時
間が短縮される（２）現像剤の帯電量の立ち上がり時間が短縮される（３）撹拌スクリューの小径化により、現像装置の小型
化が可能となる（４）連続多数枚プリントしても画像濃度が低下するこ
とはない（５）連続多数枚プリントしても帯電量が低下すること
はない等の優れた効果を奏する。

【００７１】上記の撹拌性能に優れ小型化された現像装
置を装備することにより、画像形成装置の小型化が達成
される。

【００７２】特に、複数の現像器を備えたカラー画像形
装置においては、本発明の撹拌スクリューにより現像器
を小型化して、カラー画像形装置を小型化することに有
効である。さらに、現像器に補給されたトナーの撹拌性
を向上して、帯電量分布をシャープに保つことにより、
現像性を損ねることなしに、細線の再現性確保や、画質
の安定化を達成して、複数色の現像画像を重ね合わせる
ことにより、優れたフルカラー画像の形成に有効であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置を搭載した画像形成装置の一
例であるカラープリンタの断面構成図。

【図２】複数の現像器を備えた現像装置の断面図。

【図３】現像装置の断面図。

【図４】現像装置の平面断面図。

【図５】撹拌スクリューの正面図及びＡ−Ａ断面図。

【図６】撹拌スクリューの他の実施の形態を示す正面
図。

【図７】現像剤撹拌時間と現像剤の帯電量との関係を示
す特性図。

【図８】トナー帯電量分布の特性図。

【符号の説明】

１０感光体ドラム（像担持体）１４現像装置１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ現像器１４０現像器ハウジング１４０ａ仕切り壁１４０ｂ第１の撹拌室１４０ｃ第２の撹拌室１４０ｄトナー補給口部１４１現像剤担持体（現像スリーブ）１４２磁界発生手段（マグネットロール）１４３現像剤供給ローラ（供給ローラ）１４４現像剤層厚規制部材１４５，１４６，１４５Ａ現像剤撹拌スクリュー（撹
拌スクリュー）１４５ａ，１４５Ａ₁，１４５Ａ₂ 螺旋状羽根部１４５ｂ回転軸部１４５ｃ傾斜面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像を担持する像担持体と現像領域
を介して対向する現像剤担持体に、撹拌スクリューによ
り現像剤を撹拌して搬送する現像方法において、前記撹拌スクリューは、中心軸のない螺旋状羽根部と、
該螺旋状羽根部の両端に固定された回転軸部とから成
り、前記撹拌スクリューの駆動回転により、前記螺旋状
羽根部が現像剤を撹拌、搬送して、前記現像剤担持体に
現像剤を供給することを特徴とする現像方法。
【請求項２】静電潜像を担持する像担持体と現像領域
を介して対向する現像剤担持体に、現像剤を撹拌して搬
送する撹拌スクリューを備えた現像装置において、前記撹拌スクリューは、現像剤を撹拌、搬送するための
中心軸のない螺旋状羽根部と、該螺旋状羽根部の両端に
固定された回転軸部とから成ることを特徴とする現像装
置。
【請求項３】前記螺旋状羽根部が連続する１条の螺旋
状羽根であることを特徴とする請求項２に記載の現像装
置。
【請求項４】前記螺旋状羽根部が連続する多条の螺旋
状羽根であることを特徴とする請求項２に記載の現像装
置。
【請求項５】静電潜像を担持する像担持体と該静電潜
像を顕像する現像剤を担持する現像剤担持体とが対向す
る現像領域を形成する現像装置を備えた画像形成装置に
おいて、前記現像装置内に収容された現像剤を撹拌して現像剤担
持体へ搬送する撹拌スクリューが、現像剤を撹拌、搬送
するための中心軸のない螺旋状羽根部と、該螺旋状羽根
部の両端に固定された回転軸部とから成ることを特徴と
する画像形成装置。
【請求項６】前記現像剤担持体には直流成分に交流成
分を重畳させるバイアス電界が印加され、現像剤担持体
上の現像剤は、像担持体上の静電潜像へ飛翔し、該静電
潜像を顕像化する非接触現像であることを特徴とする請
求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】前記現像剤が、磁性キャリア粒子とトナ
ー粒子とから成る二成分現像剤であることを特徴とする
請求項５又は６に記載の画像形成装置。
【請求項８】前記現像装置が、前記像担持体上の均一
帯電面から光で電荷が除去された潜像部分に現像剤を付
着させる反転現像であることを特徴とする請求項５に記
載の画像形成装置。
【請求項９】前記画像形成装置が、異なる現像剤を有
する少なくとも２つの前記現像装置を前記像担持体の周
囲に有することを特徴とする請求項５〜８の何れか１項
に記載の画像形成装置。