JPH103219A - ２成分現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は現像領域に均一に帯電された
現像剤を供給するとともに、複数の現像スリーブを有し
ていても、現像領域には常に新しい現像剤を供給するた
めの手段を提供することである。 【構成】 一つの予備攪拌室（２９）に対し、複数の現
像剤搬送路（１０）、（１１）、（１４）、（１５）を
有し、前記それぞれの現像剤搬送路（１０）、（１
１）、（１４）、（１５）は互いに現像剤搬送方向が異
なる複数の現像剤搬送部材（２１）、（２３）、（２
５）、（２７）を有し、現像剤搬送方向上流側の現像剤
搬送部材（２１）、（２５）には現像スリーブの現像剤
捕獲極が対向しており、現像剤搬送方向下流側の現像剤
搬送部材（２３）、（２７）には現像スリーブの剥離領
域が対向している事を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機・プリンタ
ー等の画像形成装置に用いられる現像装置、特にはトナ
ーとキャリアを混合する２成分現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、画像形成装置の現像装置とし
て、現像スリーブの表面に保持されている磁気ブラシ状
の２成分現像剤を静電潜像担持体の表面に接触させて、
静電潜像に静電的にトナーを供給する２成分現像装置が
提供されている。

【０００３】現像スリーブの表面の現像剤が静電潜像担
持体の表面に接触して、静電潜像を現像する領域を現像
領域という。静電的にトナーを静電潜像に吸着させるた
めには、この現像領域に含まれるトナーが、均一な電荷
に帯電している必要がある。

【０００４】従来の２成分現像装置では現像槽に補給さ
れるトナーは全く帯電していないため、トナーの補給は
現像槽に設けられた攪拌部材の現像剤搬送上流に行い、
攪拌部材でトナーとキャリアを搬送しながら十分に攪拌
することによってトナーを一定の電荷に摩擦帯電させて
いた。

【０００５】この攪拌部材の上部から現像領域にいたる
現像剤搬送下流側に新しいトナーを補給すると、トナー
とキャリアの搬送距離が短いため攪拌が充分に行われ
ず、現像領域へ運ばれた現像剤に均一な電荷に帯電して
いない帯電不良トナーを含んでしまう。そうすると、静
電潜像担持体上の本来トナーを付着させない領域（以
下、画像背景部という）に帯電不良トナーが付着し、カ
ブリと呼ばれる画像ノイズを引き起こす恐れがある。

【０００６】そこで、特開平０４−９３０４号公報に示
されるように、現像器ハウジング以外に現像剤を混合す
る専用室を設け、この専用室で攪拌した現像剤を現像器
のハウジングに搬入する技術が提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、特公平０４
−９３０４号公報の現像装置では、静電潜像担持体に対
して上流の現像スリーブにおいて現像に使われた現像剤
は、新しいトナーが補給されることなく、そのまま下流
の現像スリーブに使われてしまう。このため、画像背景
部に対する画像部の比率（以下Ｂ／Ｗ比という）が高い
ような、大量にトナーを消費する画像を現像していると
きはトナー濃度の低い現像剤がすぐ現像領域に送られて
しまい、満足な画像濃度を得ることができないといった
問題点がある。

【０００８】本発明の目的は、高速または大量のトナー
を必要とする画像形成装置においても、現像領域に充分
に帯電したトナーを供給するとともに、カブリのない良
好な画質を得つつ、Ｂ／Ｗ比の高い画像を現像している
ときでも満足な画像濃度を得ることができる２成分現像
装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の２成分現像装置は、現像剤を攪拌混合する予
備攪拌室から複数の現像剤搬送部材に同時に現像剤を供
給する、現像剤供給部材を備えたことを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明の構成によると、予備攪拌室内で攪拌混
合され、充分な帯電電位を有するトナーを含む現像剤が
現像剤供給部材によって同時に複数の現像剤搬送部材に
供給される。現像剤搬送部材はそれぞれの現像スリーブ
に予備攪拌室で攪拌混合された現像剤を搬送するので、
トナー濃度の低下した現像剤を再度現像領域に供給する
ことがない。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施例を図面
を参照して説明する。

【００１２】図１は電子写真プロセスを用いた複写機、
プリンタ等の２成分現像装置の要部断面図、図２はＢ−
Ｂ’線断面図を示す。（１）は外周部に感光層を有する
感光体ベルトで、図示しないローラ対に張り渡されてお
り、このローラ対の回転にともなって、矢印（Ａ）方向
に移動する。

【００１３】現像装置は隔壁（２）を境にして、感光体
ベルト（１）の上流側に第１現像器（３）、下流側に第
２現像器（４）に分かれている。

【００１４】第１、第２現像器（３）、（４）はハウジ
ング（５）、（６）で囲まれており、現像スリーブ
（７）、（８）が図示しない軸を介して矢印（ａ）方向
に回転可能に支持されている。この現像スリーブ
（７）、（８）は感光体ベルト（１）に微小の現像ギャ
ップを持って対向しており、第５図に示す電源（４２）
から現像バイアス電圧が印可されている。

【００１５】第１現像器（３）内の現像スリーブ（７）
の下方には隔壁（９）で仕切られた搬送路（１０）、
（１１）が形成されている。なお、この隔壁（９）には
切り欠きが有り、図２に示すように奥側に通路（１２）
が形成されており、この通路（１２）を介して搬送路
（１０）、（１１）が連結されている。

【００１６】第２現像器（４）も第１現像器（３）と同
様に隔壁（１３）、搬送路（１４）、（１５）、およ
び、通路（１６）が形成されている。

【００１７】また、ハウジング（５）、（６）には穂高
規制部（１７）、（１８）が、現像スリーブ（７）、
（８）と微小の穂高規制ギャプをもって対向している。

【００１８】現像スリーブ（７）、（８）の中には磁石
体（１９）、（２０）が現像スリーブ（７）、（８）か
ら独立して固定状態に収容されており、磁石体（１
９）、（２０）の外周部には複数の磁極が配置され、特
に、搬送路（１１）、（１５）と対向する部分には剥離
磁極Ｎ２極と捕獲磁極Ｎ３極が隣接させてあり、反発磁
界を形成している。

【００１９】搬送路（１０）、（１４）にはスクリュー
（２１）、（２５）が軸（２２）、（２６）を介して矢
印（ｂ）方向に回転可能に支持されており、搬送路（１
１）、（１５）にはスクリュー（２３）、（２７）が軸
（２４）、（２８）を介して矢印（ｃ）方向に回転可能
に支持されている。

【００２０】さらに、第１、第２現像装置（３）、
（４）の通路（１２）、（１６）の反対側には予備攪拌
室（２９）が設けられている。

【００２１】図３は予備攪拌室（２９）の断面図を、図
４はＣ−Ｃ’線断面図を示し、予備攪拌室（２９）には
攪拌羽根（３０）が軸（３１）を介して矢印（ｄ）方向
に回転可能に支持されている。

【００２２】攪拌羽根（３０）は４枚の羽根（３０
１）、（３０２）、（３０３）、（３０４）で構成さ
れ、羽根（３０１）、（３０２）は軸（３１）より遠い
部分に開口（３７）が形成されている。また、羽根（３
０３）、（３０４）は軸（３１）に近い部分に開口（３
６）が形成されている。

【００２３】予備攪拌室（２９）にはさらに、攪拌羽根
（３０）の上方にトナーホッパー（３２）が設けられて
いる。トナーホッパー（３２）の下部にはスリット状の
開口（３３）が設けられており、その開口（３３）を塞
ぐように発泡部材からなるトナー補給ローラー（３４）
が図示しない軸を中心に回転可能に支持されている。ト
ナーホッパー（３２）の開口（３３）の一部はトナー補
給ローラー（３４）に当接する掻き取り部（３５）を形
成している。

【００２４】以上の構成を備えた現像装置では、搬送路
（１０）、（１１）、（１４）、（１５）、および、予
備攪拌室（２９）にトナーとキャリアからなる２成分現
像剤が収納されている。予備攪拌室（２９）に収容され
た現像剤は攪拌羽根（３０）の矢印（ｄ）方向の回転に
よって攪拌混合され、現像剤を構成するトナーとキャリ
アは互いに摩擦接触して異なる極性に帯電する。

【００２５】また、予備攪拌室（２９）で攪拌混合され
た現像剤は、攪拌羽根（３０）の回転に基づいて攪拌混
合されながら汲み上げられる。汲み上げられた現像剤の
一部は開口（３６）（３７）より再度予備攪拌室（２
９）に落下するが、残りの一部は羽根（３０１）、（３
０２）、（３０３）、（３０４）に保持される。

【００２６】羽根（３０１）、（３０２）で汲み上げた
現像剤は搬送路（１４）の予備攪拌室側に延出して形成
された現像剤捕獲部（３８）へ搬送される。また、羽根
（３０３）、（３０４）で汲み上げた現像剤は搬送路
（１０）の予備攪拌室側に延出して形成された現像剤捕
獲部（３７）へ搬送される。

【００２７】現像剤捕獲部（３７）、（３８）へ搬送さ
れた現像剤はスクリュー（２１）、（２５）の回転に基
づいて、搬送路（１０）、（１４）を通路（１２）、
（１６）へ向かって搬送される。

【００２８】このとき、搬送される現像剤は現像スリー
ブ（７）、（８）の内部に収納された磁性体（１９）、
（２０）の捕獲磁極Ｎ３極の磁力により磁気ブラシを形
成しながら現像スリーブ（７）、（８）の外周面に保持
される。

【００２９】現像スリーブ（７）、（８）に保持された
現像剤は、現像スリーブ（７）、（８）の回転に基づい
て、途中、穂高規制部材（１７）、（１８）により搬送
量を規制されつつ矢印（ａ）方向に搬送され、搬送磁極
Ｓ２極上へ移動し、さらに現像磁極Ｎ１極上に搬送され
る。現像磁極Ｎ１極上の現像領域に搬送された現像剤
は、感光体ベルト（１）上の静電潜像を現像するのに供
される。

【００３０】現像領域を通過した現像剤は、搬送磁極Ｓ
１極の磁力により引き続き矢印（ａ）方向に搬送され、
搬送路（１１）、（１５）との対向部にいたると、剥離
磁極Ｎ２と隣接する捕獲磁極Ｎ３極で形成される反発磁
界により磁性体（１９）、（２０）の拘束力から開放さ
れ、現像スリーブ（７）、（８）の表面から離れて搬送
路（１１）、（１５）に落下する。

【００３１】剥離磁極Ｎ２極から捕獲磁極Ｎ３極までの
間は磁石体（１９）、（２０）の拘束力はなく、現像ス
リーブ上（７）、（８）に現像剤は保持されない。した
がって、一度現像領域を通過し、感光体ベルト（１）上
の静電潜像を現像してトナー濃度の低くなった現像剤は
すべて搬送路（１１）、（１５）へ落下する。このこと
から、捕獲磁極Ｎ３極へは、予備攪拌室（２９）で攪拌
され、充分なトナー濃度をもった現像剤が保持されるた
め、かすれやカブリのない画像が得られる。

【００３２】一方、磁性体（１９）、（２０）の捕獲磁
極Ｎ３極の磁力の影響を受けず、現像スリーブ（７）、
（８）の外周面に保持されなかった現像剤はさらに搬送
路（１０）、（１４）を通路（１２）、（１６）へ向か
って搬送される。

【００３３】通路（１２）、（１６）に達した現像剤は
搬送路（１１）、（１５）へと送り込まれ、スクリュー
（２３）、（２７）の回転に基づいて、搬送路（１
１）、（１５）を予備攪拌室（２９）に向かって搬送さ
れる。

【００３４】現像スリーブ（７）、（８）の表面から離
れて搬送路（１１）、（１５）に落下した現像剤は、ス
クリュー（２３）、（２７）によって混合されながら搬
送されている現像剤の中に取り込まれ、予備攪拌室（２
９）に向かって搬送される。

【００３５】搬送路（１１）、（１５）の予備攪拌室
（２９）側の端部に到達した現像剤は、搬送路（１
１）、（１５）からスクリュー（２３）、（２７）によ
って攪拌羽根（３０）に保持されることなく、予備攪拌
室（２９）へ搬送される。

【００３６】こうして、現像領域を通過した現像剤も、
現像領域を通過していない現像剤も予備攪拌室（２９）
で攪拌羽根（３０）によって攪拌混合される。また、第
１現像器（３）の現像領域を通過した現像剤も、第２現
像器（４）の現像領域を通過した現像剤も同じ予備攪拌
室（２９）へ搬送され、攪拌羽根（３０）によって攪拌
混合される。一度現像領域を通過した現像剤は攪拌混合
されることなく攪拌羽根（３０）で汲み上げられること
はない。

【００３７】また、発光素子と受光素子からなるＡＩＤ
Ｃセンサー（４０）が感光体ベルト（１）の現像領域下
流の位置に感光体ベルト（１）に近接して設けられてい
る。図示しない露光装置によって露光され、現像された
感光体ベルト（１）上のテストパッチのトナー濃度をこ
のＡＩＤＣセンサー（４０）で測定している。

【００３８】図５に回路図を示す。画像形成装置を制御
するＣＰＵ（４１）には電源（４２）が接続されてお
り、現像スリーブ（７）、（８）へ印可する現像バイア
ス電圧を制御している。

【００３９】ＡＩＤＣセンサー（４０）からの信号はＣ
ＰＵ（４１）に入力され、基準信号と比較することによ
って現像剤の濃度を検出し、現像剤中のトナーの濃度が
低いと判断されたとき、モーター（４３）を駆動させ、
トナー補給ローラー（３４）を回転させる。

【００４０】トナーホッパー（３２）のトナーは発泡部
材でできたトナー補給ローラー（３４）に物理的な力
で、あるいは、静電的な力で吸着している。トナー補給
ローラー（３４）の回転に伴い、トナー補給ローラー
（３４）に吸着したトナーはトナーホッパー（３２）の
開口（３３）へと搬送される。開口（３３）の一部は掻
き取り部（３５）を形成しており、トナー補給ローラー
（３４）に当接しているので、回転するトナー補給ロー
ラー（３４）の表面から吸着したトナーを掻き取る。掻
き取られたトナーは予備攪拌室（２９）に落下する。

【００４１】ＣＰＵ（４１）はトナー補給ローラー（３
４）の回転時間を制御することによってトナーの補給量
を制御している。例えば、検出されたトナーの濃度が低
い場合はトナー補給ローラー（３４）の回転時間を長く
する事によって大量のトナーを補給し、それほど低くな
い場合はトナー補給ローラー（３４）の回転時間を短く
し少量のトナーを補給することによって、トナーの補給
量をコントロールし、短時間で現像剤のトナー濃度を最
適な値にしている。

【００４２】なお、本実施例現像剤捕獲部（３７）、
（３８）の上部にはトナーホッパー（３２）の開口（３
３）とトナー補給ローラー（３４）はなく、現像剤捕獲
部（３７）、（３８）に直接トナーを落下させないよう
になっている。これにより、未帯電トナーが現像剤捕獲
部（３７）、（３８）に搬送されることはない。

【００４３】また、磁性体（１９）、（２０）の反発磁
界により現像剤が磁性体（１９）、（２０）の拘束力か
ら開放され、現像スリーブ（７）、（８）の表面から離
れて搬送路（１１）、（１５）に落下する構成を説明し
たが、ゴム材料を現像スリーブ（７）、（８）に押し当
てて現像剤をかきとるような方式であってもかまわな
い。

【００４４】さらに、本実施例では現像剤を現像スリー
ブ（７）、（８）に供給し、現像スリーブ（７）、
（８）から剥離する構成であるが、現像剤供給を供給ロ
ールに行い、供給ロールから現像スリーブ（７）、
（８）に供給し、再度現像スリーブ（７）、（８）から
供給ロールに受け渡し、供給ロールから剥離する構成で
あってもよい。

【００４５】さらにまた、本実施例では予備攪拌室（２
９）にトナーを補給しているが、通路（１２）、（１
６）の現像剤搬送下流から予備攪拌室（２９）までの現
像剤搬送路（１１）、（１５）であれば補給したトナー
は予備攪拌室（２９）にて現像剤と攪拌されてから現像
剤捕獲部（３７）、（３８）、現像剤搬送路（１０）、
（１４）を経て現像領域に搬送されるので、帯電不良ト
ナーが現像領域に搬送されることはない。

【００４６】また、特開平０２−１２２８０号公報に示
されるように、第１現像器（３）を濃度再現性、第２現
像器（４）を細線再現性に優れた設定にするために、穂
高規制部材（１７）、（１８）と現像スリーブ（７）、
（８）の穂高規制ギャップの設定を変えることも考えら
れる。

【００４７】この場合、作像する画像に線の部分が多い
場合は、主に、細線再現性に優れた現像器の現像剤が使
われ、塗りつぶした部分が多い場合は、主に、濃度再現
性に優れた現像器の現像剤が使われる。そうすると、作
像する画像によって、それぞれの現像器のトナーの減る
量が変わってしまう。

【００４８】上述の特開平０２−１２２８０号公報の構
成であると、それぞれの現像器のトナー濃度を検出し、
トナーの補給量を制御する必要がある。しかし、本発明
の現像装置は、予備攪拌室（２９）、トナーホッパー
（３２）、及び、トナー補給ローラー（３４）が共通で
あるので、トナー濃度制御の対象は一つの予備攪拌室
（２９）だけであり、現像剤濃度検出のための構成が一
つで済み、また、現像剤の濃度制御が簡略化され、安価
な現像装置を提供することができる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、複数の現像スリー
ブを有する現像装置においても、一方の現像領域を通過
してトナー濃度の減少した現像剤を他方の現像スリーブ
に供給する前に、予備攪拌室（２９）において予備帯電
することで、現像領域に均一に帯電された現像剤を供給
することができるので、カブリなどの画像ノイズのない
現像装置が提供できる。さらに、現像領域を通過した現
像剤は予備攪拌室（２９）に確実に搬送されるので、常
に新しい現像剤を供給でき、Ｂ／Ｗ比の高い画像を現像
しているときでも、かすれなどの画像ノイズのない現像
装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像器現像部及び搬送部の横断面図

【図２】本発明の現像器搬送部及び予備攪拌部の上面図

【図３】本発明の現像器予備攪拌室の横断面図

【図４】本発明の現像器の正面断面図

【図５】本発明の回路図

【符号の説明】

１…感光体ベルト ３…第１現像器 ４…第２現像器 ７…第１現像器の現像スリーブ ８…第２現像器の現像スリーブ ２１、２３…第１現像器のスクリュー ２５、２７…第２現像器のスクリュー ２９…予備攪拌室 ３２…トナーホッパー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電潜像担持体の表面に形成された静電
   潜像にトナーを供給する第１現像スリーブと、 該第１現像スリーブの静電潜像担持体移動方向下流に設
   けられ、前記静電潜像にトナーを供給する第２現像スリ
   ーブと、 現像剤を攪拌混合する予備攪拌室と、 前記第１現像スリーブに現像剤を搬送する第１現像剤搬
   送部材と、 前記第２現像スリーブに現像剤を搬送する第２現像剤搬
   送部材と、 前記予備攪拌室から第１現像剤搬送部材と第２現像剤搬
   送部材とに同時に現像剤を供給する現像剤供給部材と、 を備えたことを特徴とする２成分現像装置。