JPH1069168A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像剤担持体上での現像剤搬送でトナー濃度
に応じて現像剤中にトナー取り込むトナー濃度の自己制
御可能な現像装置において、動作中以外の所定期間、現
像剤担持体上の現像剤の搬送を行い、該搬送方向と直交
する方向でのトナー濃度ムラを抑える。 【解決手段】 現像剤規制部材６で通過が阻止された現
像剤が滞留するように現像剤滞留部１０に上流から隣接
するトナー補給用開口８ａを有するトナー収容部８内の
トナーをを、現像剤担持体４上での現像剤の移動により
該トナー補給用開口からトナー濃度に応じて現像剤中に
取り込むようにする。そして、現像動作中以外の所定期
間に、前記現像剤担持体上での現像剤の搬送動作を行わ
せる。上記貯留部１０に横撹拌用の撹拌部材２０を設け
てもよい。

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、ファクシ
ミリ、プリンター等の画像形成装置に用いる現像装置に
係り、詳しくは、トナー及び磁性粒子からなる現像剤を
担持するための現像剤担持体と、該現像剤担持体の内部
に配置し複数の磁極を有する磁界発生手段と、該現像剤
担持体に担持した現像剤の量を規制する現像剤規制部材
と、該現像剤規制部材で阻止された現像剤が滞留するよ
うにカバー部材及び該現像剤担持体の表面で囲んで形成
された現像剤滞留部と、該現像剤滞留部に該現像剤担持
体上の現像剤搬送方向の上流から隣接し、収容されてい
るトナーが該現像剤担持体に担持されている現像剤や該
現像剤滞留部の現像剤に接触するトナー補給用開口を有
するトナー収容部とを備え、該トナー収容部内のトナー
を、該現像剤担持体上での現像剤搬送に伴う現像剤の移
動により該トナー補給用開口から現像剤中に取り込むよ
うにした現像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の現像装置として、例え
ば、容器内で現像剤担持体上に磁性粒子層を形成すると
ともに、容器内のトナー補給部においてこの磁性粒子層
に接触するようにトナーを収容し、内部に固定配置され
た磁石を有する現像剤担持体の回転に伴う磁性粒子層の
磁性粒子の移動により、該トナー補給部で磁性粒子層内
にトナーを取り込み、トナーと磁性粒子の混合された現
像剤を、現像剤規制部材で層厚規制して現像領域に搬送
する現像装置において、該磁石は、上記トナー補給部に
対向する磁極を持たず、現像剤担持体の回転方向に関し
て上記トナー補給部の下流側、かつ該規制部材の上流側
に磁極を持ち、上記トナー補給部の下流側、かつ上記規
制部材の上流側で、該磁極の磁界が及ぶ範囲内の位置に
現像剤担持体と対向して設けられ、該現像剤担持体との
間に磁性粒子層の充満した領域（以下、現像剤滞留部と
いう）を形成する遮蔽部材を有する現像装置が知られて
いる（例えば特公平５−６７２３３号公報参照）。この
現像装置においては、上記現像剤滞留部に滞留する現像
剤は、トナー濃度が高く現像剤の嵩が大きい状態になる
と、現像剤の充填率が高まって動きにくくなり、規制部
材を通過する現像剤を除き、現像剤滞留部内の現像剤の
動きはほとんどなくなる。逆に、トナーの消費によって
トナー濃度が低下して現像剤の嵩が小さい状態になる
と、現像剤滞留部内の現像剤の充填率が低くなって現像
剤が動きやすくなり、トナーが現像剤内に取り込まれ
る。そして、現像剤のトナー濃度が上昇して現像剤の嵩
が大きくなると、前述同様に再び現像剤滞留部内の現像
剤がほとんど動かなくなり、トナーの取り込みが停止す
る。この種の現像装置によれば、現像剤滞留部の現像剤
の動きによってトナーの取り込みを行うことでトナー補
給量を調節し、トナー濃度センサを特別に設けることな
く現像領域に供給されるトナー濃度を自己制御させるこ
とができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来提案さ
れていた現像装置においては、現像剤担持体の現像剤搬
送方向と直交する方向でトナー濃度ムラが発生し、これ
が現像像上の濃度ムラを生じさせやすく、特に、同じ画
像を連続して形成した場合に、それに伴う連続した現像
動作により上記現像剤搬送方向に直交する方向でのトナ
ー濃度の差が拡大され、その後の他の画像の形成時に、
そのトナー濃度差に対応して現像像上に現像濃度差が現
れるという問題点があった。

【０００４】図８は、この現像濃度差の発生の様子の説
明図である。図中左から、連続した画像形成を行う原稿
画像、現像装置、連続した画像形成後における現像装置
の現像スリーブ４上現像剤のトナー濃度分布を示すグラ
フ、この連続した画像形成後にベタのハーフトーン画像
を形成した場合の現像像、をそれぞれ示す。上記連続し
た画像形成に係る原稿画像は白地に黒のストライプの入
った原稿画像である。このストライプが現像装置の現像
スリーブ４の回転方向に延びているため、現像スリーブ
４の回転方向と直交する方向ｘにおいて、該ストライプ
に対向する箇所のトナーのみが集中的に消費され、上記
グラフから判るように、該箇所のトナー濃度が低下す
る。このようにトナー濃度のムラが生じた状態で、ベタ
のハーフトーン画像の形成しても、トナー濃度の低い部
分の現像濃度が他の部分に比して薄い、現像濃度差のあ
る現像像が形成されてしまう。なお、同図中の符号２
は、現像装置のケーシングを示す。

【０００５】このような濃度ムラを解消するため、前記
現像剤滞留部あるいは前記磁性現像剤室を形成する壁面
形状を工夫したり、前記トナー補給用開口を介して現像
剤中に取り込まれるトナー量を規制する規制部材を設け
たりすることが検討されている。

【０００６】図１は、このような改良が施された開発中
の現像装置の一例を示すものである。この現像装置は、
像担持体である円筒状の感光体ドラム１の側方に配設さ
れ、感光体ドラム１に向けて開口部が形成されたケーシ
ング２、該開口部から一部が露出した、トナー及び磁性
粒子（以下「キャリア」という。）からなる現像剤３を
表面に担持する現像剤担持体としての回転駆動される現
像スリーブ４、現像スリーブ４の内部に固定配置した磁
界発生手段としての固定磁石群からなるマグネットロー
ラ５、現像スリーブ４上に担持されて搬送されている現
像剤３の量を規制する現像剤規制部材としてのドクタ
６、現像スリーブ４上方で該スリーブ４の表面との間に
現像剤３の現像剤滞留部１０を形成するように設けられ
たカバー部材７、トナー収容部としてのトナーホッパ８
などを備えている。このトナーホッパ８は、現像剤搬送
方向における現像剤滞留部１０の上流側に隣接して現像
スリーブ４表面と対向するトナー補給用開口８ａを有
し、該トナー補給用開口８ａに隣合ったスペースには、
ホッパ８内のトナー３ａをトナー補給用開口８ａに向け
て撹拌しながら送り出すトナー撹拌搬送部材としてのト
ナーアジテータ９が配設されている。

【０００７】この現像装置において、現像スリーブ４上
の現像剤３は、該スリーブ４の矢印Ｓ方向の回転に伴っ
て搬送され、ドクタ６により規制されて薄層化される。
薄層化された後の現像スリーブ４上の現像剤３は、矢印
方向に回転している感光体ドラム１と対向する現像領域
に搬送される。この現像領域で、現像剤中のトナーが感
光体ドラム１上に形成されている静電潜像に供給され、
該静電潜像の可視像化が行われる。この現像領域を通過
した現像剤３は、現像スリーブ４の回転に伴って更に搬
送され、アジテータ９で送り出されたトナーが充満して
いるトナー補給用開口８ａを通過し、現像剤滞留部１０
に戻る。このトナー補給用開口８ａを通過する間に、現
像によりトナー濃度が低下した現像剤部分に新しいトナ
ー３ａが取り込まれる。一方、上記現像領域に供給され
ずにドクタ６で進行が阻止された現像剤３の一部は、現
像剤滞留部１０内で現像剤３自身の内圧及び重力によっ
てトナー補給用開口８ａ付近まで移動し、現像スリーブ
４の回転に伴う現像剤移動層の移動とともにドクタ６側
に搬送されて循環する。

【０００８】この現像装置によれば、現像剤滞留部１０
内へのトナー３ａの取り込みが現像剤のトナー濃度に応
じて自動的に行われ、トナー濃度が自己制御されるの
で、現像剤３のトナー濃度が常にほぼ一定濃度の範囲と
なるように保たれる。このため、トナー濃度センサや該
センサの出力に応じて駆動制御するトナー補給部材など
の複雑なトナー濃度制御機構が不要となる。

【０００９】そして、この現像装置では、上記カバー部
材７の現像剤収容部の天井部分の形状を、ドクタ６で進
行が阻止された現像剤３が現像剤滞留部１０内で現像剤
３の内圧及び重力によりトナー補給用開口８ａ付近まで
移動することをスムーズに行えるような形状にし、現像
剤貯留部内での循環による現像剤のトナー濃度ムラの解
消が促進されるようにしている。また、上記カバー部材
７から下方に延びる庇部７ａの先端部を、現像スリーブ
４の表面に対向させ、この先端部と現像スリーブ４との
間を通過する現像剤へのトナー込みをある程度規制し、
トナー濃度ムラが生じにくいようにしている。

【００１０】しかし、上記改良が施された現像装置にお
いても、上記トナー濃度ムラを十分に解消することは難
しく、特に、同じ画像を連続して形成した場合に、それ
に伴う連続した現像動作により上記現像剤搬送方向に直
交する方向でのトナー濃度の差が拡大され、その後の他
の画像の形成時に、そのトナー濃度差に対応して現像像
上に現像濃度差が現れるのを防止しきれなかった。

【００１１】なお、例えば、特開昭６３−４２８２号公
報では、この種の現像装置を画像形成装置に対して脱着
可能に構成した場合に、装置本体から取り出した状態で
現像装置を反転等させることに起因する、その後の本体
装着状態での動作中における上記直交方向での濃度ムラ
の発生防止する技術が提案されている。すなわち、マグ
ネットを内包する現像スリーブ表面に磁性粒子とトナー
とからなる磁性現像剤を規制・塗布し、トナー補給槽内
のトナーを前記磁性現像剤領域に供給することにより、
静電潜像を顕像化する現像装置において、磁性現像剤を
磁気吸着して搬送する現像スリーブと、現像スリーブ上
の磁性現像剤層厚を規制するドクターブレードと、磁性
現像剤を有する室と、それと並置してなるトナー補給槽
と、トナー補給層からトナーを前記磁性現像剤室に供給
するトナー供給手段と、ドクターブレード上方に固定端
を有し、トナー補給槽側へ伸びた第１トナー供給規制部
材と、前記第１トナー供給規制部材よりトナー補給槽側
にあって前記磁性現像剤室とトナー補給槽を現像装置上
方から実質的に仕切ってなり、その下方自由端が、前記
第１トナー供給規制部材の自由端延長線上もしくは現像
スリーブ側にある第２トナー供給規制部材とから構成さ
れる事を特徴とする現像装置が提案されている。このよ
うな構成は、上記現像剤搬送方向に直交する方向でのト
ナー濃度差の解消にも寄与する可能性があるが、その十
分な解消は困難である。

【００１２】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、現像剤担持体上での
現像剤搬送に伴う現像剤の移動でトナー濃度に応じて現
像剤中にトナー取り込むトナー濃度の自己制御可能な現
像装置であって、現像剤担持体の現像剤搬送方向と直交
する方向でのトナー濃度ムラを抑えることができる現像
装置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の現像装置は、トナー及び磁性粒子からな
る現像剤を担持するための現像剤担持体と、該現像剤担
持体の内部に配置された複数の磁極を有する磁界発生手
段と、該現像剤担持体に担持した現像剤の量を規制する
現像剤規制部材と、該現像剤規制部材で阻止された現像
剤が滞留するようにカバー部材及び該現像剤担持体の表
面で囲んで形成された現像剤滞留部と、該現像剤滞留部
に該現像剤担持体上の現像剤搬送方向の上流から隣接
し、収容されているトナーが該現像剤担持体に担持され
ている現像剤や該現像剤滞留部の現像剤に接触するトナ
ー補給用開口を有するトナー収容部とを備え、該トナー
収容部内のトナーを、該現像剤担持体上での現像剤搬送
に伴う現像剤の移動により該トナー補給用開口から現像
剤中に取り込むようにした現像装置において、現像動作
中以外の所定期間に、前記現像剤担持体上での現像剤の
搬送動作を行わせることを特徴とするものである。

【００１４】また、請求項２の現像装置は、請求項１の
現像装置において、同一の画像を複数形成するための連
続した現像動作により、上記現像剤担持体上で搬送され
る現像剤中のトナー濃度の該搬送の方向とは直交する方
向でのムラの大きさを、直接あるいは間接的に検出する
検出手段と、該検出手段による検出結果に基づいて、上
記所定期間における現像剤の搬送動作の実行時間を制御
する制御手段とを設けたものである。

【００１５】また、請求項３の現像装置は、請求項２の
現像装置において、上記検出手段が、上記同一の画像の
形成回数により上記ムラの大きさを検出し、上記制御手
段が、該形成回数に応じて上記実行時間を制御すること
を特徴とするものである。

【００１６】また、請求項４の現像装置は、請求項１、
２又は３の現像装置において、請求項１の現像剤貯留部
に、上記現像剤担持体上での現像剤搬送方向と直交する
方向で現像剤を撹拌する現像剤撹拌手段を設けたことを
特徴とするものである。

【００１７】請求項１乃至４の現像装置においては、現
像動作中以外の所定期間に行わせる前記現像剤担持体上
での現像剤の搬送動作で、上記現像剤搬送方向に直交す
る方向におけるトナー濃度が低下した現像剤部分に、上
記トナー補給用開口を介してトナーの取り込みを行なわ
せる。また、この現像剤の搬送動作で、現像剤貯留部内
での現像剤を移動させ、上記現像剤搬送方向に直交する
方向における現像剤の撹拌を行わせる。

【００１８】更に、請求項２あるいは３の現像装置にお
いては、検出手段で、同一の画像を複数形成するための
連続した現像動作により、上記現像剤担持体上で搬送さ
れる現像剤中のトナー濃度の該搬送の方向とは直交する
方向でのムラの大きさを、直接あるいは間接的に検出す
る。そして、制御手段で、この検出結果に基づき上記所
定期間における現像剤の搬送動作の実行時間を制御す
る。具体的には、上記ムラが大きいほど上記実行時間が
長くなるようにする。

【００１９】また、請求項４の現像装置は、請求項１、
２又は３の現像装置において、請求項１の現像剤貯留部
に設けた現像剤撹拌手段により、上記現像剤担持体上で
の現像剤搬送方向と直交する方向で現像剤を撹拌する。
この現像剤撹拌手段による撹拌は、少なくとも、上記現
像動作中以外の所定期間における現像剤担持体上での現
像剤搬送動作中に行うことが望ましい。現像動作中につ
いては行ってもよいし、行わなくてもよい。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を画像形成装置であ
る電子写真複写機（以下「複写機」という。）の現像装
置に適用した一実施形態について説明する。図１は、本
実施形態に係る現像装置の機構部の概略構成図である。
この現像装置は機構的には前述の図１の現像装置とほぼ
同一の構成になっている。異なる点は、現像剤収容部１
０内に、現像スリーブ４の軸線方向で現像剤を撹拌する
ための撹拌部材２０が設けられ、該撹拌部材が現像スリ
ーブ４に連動して回転駆動されるようになっている点の
みである。この撹拌部材２０としては、例えば図４の斜
視図に示すような、互いに逆巻きの２状のスパイラル状
の溝が表面部に設けられた棒状の部材を用いることがで
きる。これを現像スリーブ４と並行になるように取り付
ける。これに代え、現像装置のいわゆる横撹拌部材とし
て知られている他の撹拌部材を用いてもよい。

【００２１】そして、本実施形態の現像装置では、特に
連続して同一の画像を現像した場合の現像スリーブ４幅
方向における現像剤のトナー濃度のムラによる、その後
の現像に係る現像画像の濃度ムラを解消するため、現像
動作中以外の所定の期間、例えば、複写動作の前、ある
いは、後に、現像スリーブ４及び上記撹拌部材２０を回
転駆動する。図示の例では、このとき、トナーアジテー
タ９も現像動作中と同様に現像スリーブ４とともに回転
駆動する。

【００２２】上記現像動作中以外の期間における現像ス
リーブ４等の回転駆動は、その直前の連続複写の枚数に
応じた時間だけ行う。この制御のため、図３に示すよう
に、同一原稿についての連続複写の枚数の検知手段（例
えばカウンタ）を設けている。この検知手段の検知結果
（Ｓ１）が、メイン制御回路に出力され、このメイン制
御回路で実行されるプログラムに従って検知結果に応じ
た現像スリーブ等の上記回転駆動の時間が求められ、こ
の時間に応じた駆動信号（Ｓ３）が、現像スリーブ等を
駆動する現像スリーブ駆動装置に出力される。また、複
写機のメインモータ等の必要な複写機本体側駆動装置に
対しても、ひの時間に応じた駆動信号（Ｓ２）が出力さ
れる。

【００２３】図５は、以上の現像スリーブ等の駆動制御
の一例を示すタイミングチャートである。操作者による
複写機のスタートキーの押下により、感光体ドラムの回
転が開始するとともに、上記現像スリーブ駆動装置の駆
動も開始し、テンキー等で設定された所定枚数の画像形
成動作が行われる。そして、この画像形成動作が行われ
た後、通常は感光体ドラムや現像スリーブ駆動装置の駆
動を停止するタイミング以降も、感光体ドラム及び現像
スリーブ駆動装置の駆動を継続して、上記現像動作中以
外の現像スリーブ等の回転を行う（図中の「余回
転」）。そして、現像スリーブ駆動装置の駆動を停止し
た後に、感光体ドラム等の駆動を停止する。

【００２４】図６は、上記連続複写枚数と現像スリーブ
等の現像動作中以外での回転時間との対応例を示すグラ
フである。このグラフの例では、連続コピー枚数１乃至
９枚は２秒、同１０乃至４９枚は６秒、同５０枚乃至９
９枚は１２秒、同１００枚以上は１６秒という対応に設
定する。 （以下、余白）

【００２５】図７は、以上の実施形態にかかる現像装置
を用いた場合の、現像濃度差の発生の様子の説明図であ
る。図中左から、連続した画像形成を行う原稿画像、現
像装置、連続した画像形成後であってトナームラ解消の
ための現像スリーブ４や撹拌部材２０等の余回転後の現
像装置の現像スリーブ４上現像剤のトナー濃度分布を示
すグラフ、この連続した画像形成後にベタのハーフトー
ン画像を形成した場合の現像像、をそれぞれ示す。この
図では、現像装置として、その現像スリーブ４と撹拌部
材２０のみを示している。図示のように、白地に黒のス
トライプの入った原稿画像を連続して複写した場合に
も、現像動作後に所定時間現像スリーブ４や撹拌部材２
０等を駆動することにより、現像スリーブ４の回転方向
と直交する方向ｘでのトナー濃度のムラが解消される。
この結果、トナー濃度のムラのないベタのハーフトーン
画像が形成できた。

【００２６】以上の実施形態に係る現像装置では、現像
剤貯留部１０内に撹拌部材２０を設けたが、これを省略
しても、上記現像動作中以外の期間における現像スリー
ブ４の回転により、現像スリーブ４軸線方向におけるト
ナー濃度ムラの解消は可能である。但し、撹拌部材２０
を設けた方が、ムラ解消までの回転時間を短くできる。

【００２７】

【発明の効果】請求項１乃至４の現像装置によれば、現
像動作中以外の所定期間にも前記現像剤担持体上での現
像剤の搬送動作を行わせることにより、上記現像剤搬送
方向に直交する方向におけるトナー濃度が低下した現像
剤部分にトナーを取り込ませるとともに、現像剤貯留部
内で上記現像剤搬送方向に直交する方向に現像剤を撹拌
するので、現像剤担持体の現像剤搬送方向と直交する方
向でのトナー濃度ムラを抑えることができるという優れ
た効果がある。

【００２８】特に、請求項２あるいは３の現像装置によ
れば、同一の画像を複数形成するための連続した現像動
作により、上記現像剤担持体上で搬送される現像剤中の
トナー濃度の該搬送の方向とは直交する方向でのムラの
大きさに応じて、上記所定期間における現像剤の搬送動
作の実行時間を制御するので、該実行時間を画一的に設
定する場合に比して、上記濃度ムラを効率的に解消させ
ることができる。

【００２９】更に、請求項３の現像装置によれば、上記
検出手段が、上記同一の画像の形成回数を検出し、か
つ、上記制御手段が、該形成回数に応じて上記実行時間
を制御するという簡易な構成で、上記濃度ムラの効率的
な解消が可能である。

【００３０】また、請求項４の現像装置によれば、請求
項１の現像剤貯留部に設けた現像剤撹拌手段により、上
記現像剤担持体上での現像剤搬送方向と直交する方向で
現像剤を撹拌するので、一層効率的に該直交方向でのト
ナー濃度ムラを解消させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一例に係るトナー濃度制御可能な現像装置の概
略構成図。

【図２】実施形態に係る現像装置の概略構成図。

【図３】同現像装置の電装部の概略を示すブロック図。

【図４】同現像装置の部品の斜視図。

【図５】同現像装置の制御のタイミングチャート。

【図６】同現像装置の制御に関するグラフ。

【図７】同現像装置の効果の説明図。

【図８】従来の現像装置の不具合の説明図。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ２ ケーシング ３ 現像剤 ３ａ トナー ４ 現像スリーブ ５ マグネットローラ ６ ドクタ（現像剤規制部材） ７ カバー部材 ７ａ 庇部の先端部 ８ トナーホッパ ８ａ トナー補給用開口 ９ トナーアジテータ １０ 現像剤滞留部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナー及び磁性粒子からなる現像剤を担持
   するための現像剤担持体と、該現像剤担持体の内部に配
   置された複数の磁極を有する磁界発生手段と、該現像剤
   担持体に担持した現像剤の量を規制する現像剤規制部材
   と、該現像剤規制部材で阻止された現像剤が滞留するよ
   うにカバー部材及び該現像剤担持体の表面で囲んで形成
   された現像剤滞留部と、該現像剤滞留部に該現像剤担持
   体上の現像剤搬送方向の上流から隣接し、収容されてい
   るトナーが該現像剤担持体に担持されている現像剤や該
   現像剤滞留部の現像剤に接触するトナー補給用開口を有
   するトナー収容部とを備え、該トナー収容部内のトナー
   を、該現像剤担持体上での現像剤搬送に伴う現像剤の移
   動により該トナー補給用開口から現像剤中に取り込むよ
   うにした現像装置において、現像動作中以外の所定期間
   に、前記現像剤担持体上での現像剤の搬送動作を行わせ
   ることを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】請求項１の現像装置において、同一の画像
   を複数形成するための連続した現像動作により、上記現
   像剤担持体上で搬送される現像剤中のトナー濃度の該搬
   送の方向とは直交する方向でのムラの大きさを、直接あ
   るいは間接的に検出する検出手段と、該検出手段による
   検出結果に基づいて、上記所定期間における現像剤の搬
   送動作の実行時間を制御する制御手段とを設けたことを
   特徴とする現像装置。
3. 【請求項３】請求項２の現像装置において、上記検出手
   段が、上記同一の画像の形成回数により上記ムラの大き
   さを検出し、上記制御手段が、該形成回数に応じて上記
   実行時間を制御することを特徴とする現像装置。
4. 【請求項４】請求項１、２又は３の現像装置において、
   請求項１の現像剤貯留部に、上記現像剤担持体上での現
   像剤搬送方向と直交する方向で現像剤を撹拌する現像剤
   撹拌手段を設けたことを特徴とする現像装置。