JPH11174843A - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像剤補給時に生じる現像剤の帯電不良を
軽減し、画像濃度の安定化を図る。 【解決手段】 現像剤担持体１と、第２室７の第２現像
剤攪拌棒２２とを同一の第１モータ９で駆動し、第１室
６の第１現像剤攪拌棒２１を第２モータ２９で駆動し、
ホッパー１８内のマグロール３を第３モータ３で駆動す
る。このように現像剤担持体１に最も近接した現像剤攪
拌部材２１の駆動と、現像剤担持体１およびマグロール
３の駆動を独立させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を用
いた例えば複写機、レーザービームプリンタ、ファクシ
ミリなどの画像形成装置、および該画像形成装置に用い
られる現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０に従来の現像装置の一例を示す。
同図において、現像装置１０は第１室６および第２室７
を有し、第１室６には現像剤攪拌部材である第１現像剤
攪拌棒２１と、現像剤の残量を検知する検知センサ４が
配置されており、第２室７には現像剤攪拌部材である第
２現像剤攪拌棒２２が配設されている。

【０００３】また、第１室６の開口部には像担持体であ
る感光ドラム１１に対向して現像剤担持体１が配置さ
れ、さらに現像剤担持体１に対して所定間隔をおいて現
像剤担持体１に担持される現像剤量を規制する現像剤規
制部材であるブレード５が設けられている。

【０００４】さらに、第２室７の上部には補給用現像剤
が収容されたホッパー８が設けられ、ホッパー８の下部
には第２室７に現像剤を供給するための現像剤供給部材
であるマグロール３が設けられている。

【０００５】上記の現像装置１０は、第１および第２現
像剤攪拌棒２１、２２の駆動が両方とも現像剤担持体１
を回転させるモーター９からギアを介して駆動を取って
おり、そのために、現像剤担持体１が回転中は第１およ
び第１現像剤攪拌棒２１、２２も常に一緒に回転するよ
うな構成となっている。なお、マグロール３は独立のモ
ーター１９により回転駆動されている。

【０００６】しかしながら、このような現像装置では現
像容器内の現像剤の状態（量、特性）やトナーの消費状
況にかかわらず新しい現像剤が無秩序に搬送される構成
になっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】現像容器内に残ってい
る古い現像剤は攪拌によって外添剤がトナーに埋め込ま
れたり、現像剤の選択的な現像（現像に適した性質のト
ナーのみ現像されて不適なトナーが残る）により初期現
像剤のトナー粒径より大きくなったり、外添剤の割合が
変化したりして、新しい現像剤とはかなり異質のものに
変化している。

【０００８】そのため、古い現像剤の中に新しい現像剤
が入ると全く種類の異なる現像剤が入ってきたのと同じ
ような状態となり、現像剤の帯電量（トリボ）が不十分
でかつ、現像剤自身の電気的性質にムラがあるため、ど
うしても均一に帯電量が上がらずに帯電不良となってし
まう。これをトナーコンタミ現象と呼び、この現象が現
像剤担持体近傍で急激に起きると現像剤のトリボ値の低
下が画像に影響し、濃度が急激に低下してしまう。

【０００９】前述の通り従来例では現像剤をホッパーか
ら現像容器に供給する際に攪拌棒が全て回転しているた
めに全く新しい状態の現像剤がすぐに現像剤担持体上に
達してしまうため、このトナーコンタミ現象による画像
濃度の低下が現像剤補給の度に発生し、画像濃度が不安
定になるという大きな問題点を抱えていた。

【００１０】具体的には、図４に示すように、長時間使
用（耐久）中に最大濃度差で０．２という変動があっ
た。特に高速機では単位時間当たりのコピー枚数が多
く、現像剤の消費が早いために現像剤補給が頻繁に行わ
れることになるのでこの現象が激しかった。

【００１１】トナーコンタミ現象による画像濃度の低下
を防止するには新しい現像剤が現像剤担持体に達する前
に古い現像剤と十分に混合し、現像剤の電気的な性質を
均一にする必要がある。

【００１２】従って、本発明の主な目的は、現像剤補給
時に生じる現像剤の帯電不良を軽減し、画像濃度の安定
した現像装置および画像形成装置を提供することであ
る。

【００１３】本発明の他の目的は、現像剤補給時に新し
い現像剤が現像剤担持体に達する前に古い現像剤と十分
に混合し、現像剤の電気的な性質を均一にすることので
きる現像装置および画像形成装置を提供することであ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
現像装置および画像形成装置にて達成される。要約すれ
ば、本発明は、現像剤を収容する現像容器と、該現像容
器に設けられ、像担持体上の静電潜像を現像剤によって
可視像化する現像剤担持体と、前記現像容器内に配設さ
れ前記現像剤担持体に現像剤を搬送する複数の現像剤攪
拌部材と、補給用現像剤を収納したホッパー内に設けら
れ、前記現像容器に補給用現像剤を補給する現像剤供給
部材とを有する現像装置において、前記現像剤担持体
と、前記現像剤担持体に最近接の現像剤攪拌部材および
前記現像剤供給部材との駆動が独立であることを特徴と
する現像装置である。

【００１５】前記現像剤担持体に最近接の前記現像剤攪
拌部材は前記現像剤供給部材が回転中に停止することが
好ましい。現像剤補給時に停止した前記現像剤担持体に
最近接の前記現像剤攪拌部材が現像剤補給終了後一定時
間経過後に回転再開することが好ましい。現像剤補給時
に前記現像剤担持体に最近接の前記現像剤攪拌部材がそ
のまま回転を続けるかもしくは回転を停止するかの条件
を前記現像剤供給部材の回転時間によって規定すること
が好ましい。

【００１６】本発明による他の態様によれば、静電潜像
が形成される像担持体を有し、像担持体現像剤を収容す
る現像容器と、該現像容器に設けられ、前記像担持体上
の静電潜像を現像剤によって可視像化する現像剤担持体
と、前記現像容器内に配設され前記現像剤担持体に現像
剤を搬送する複数の現像剤攪拌部材と、補給用現像剤を
収納したホッパー内に設けられ、前記現像容器に補給用
現像剤を補給する現像剤供給部材とを有する現像装置を
具備する画像形成装置において、前記現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に最近接の現像剤攪拌部材および前記
現像剤供給部材との駆動が独立であることを特徴とする
画像形成装置が提供される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る現像装置およ
び画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。な
お、つぎに説明する実施例においては、本発明は、例え
ば図９に示されるような電子写真画像形成装置に具現化
されるものとして説明するが、これに限定されるもので
はない。

【００１８】図９にて、電子写真画像形成装置は、像担
持体である感光ドラム１１を回転自在に設け、該感光ド
ラム１１を一次帯電器１２で一様に帯電し、つぎに例え
ばレーザのような発光素子１３によって情報信号を露光
して静電潜像を形成し、現像装置１０で可視像化する。
つぎに該可視像を転写帯電器１４により転写材１５に転
写し、更に定着装置１６にて定着して永久画像を得る。
又、感光ドラム１１上の転写残トナーはクリーニング装
置１７により除去する。

【００１９】実施例１ 本発明に係る現像装置の第１実施例について図１、図４
および図５により説明する。なお、本実施例以降の説明
において、前出の部材と同一の部材には同一符号を付
す。

【００２０】本実施例の現像装置の現像方式は１成分磁
性トナー（粒径６．５μｍ）を用いたジャンピング現像
方式とする。プロセス速度は５２０ｍｍ／ｓｅｃで９０
枚機に相当する。

【００２１】図１において、現像装置１０は第１室 ６
と第２室７の２つのブロックに分かれており、第１室６
には現像剤攪拌部材である第１現像剤攪拌棒（以下「第
１攪拌棒」という）２１、および現像剤の残量を検知す
るセンサ４が収容されている。また第２室７には現像剤
攪拌部材である第２現像剤攪拌棒（以下「第２攪拌棒」
という）２２が収容されており、その上方には現像剤ホ
ッパー１８が配置され、その下部にはホッパー１８内の
現像剤を第２室７に供給する現像剤供給部材である８極
の磁極を有するマグロール３が設けられている。第２室
７内の攪拌棒は複数（２本以上）入っていてもよい。

【００２２】また、第１室６の開口部には現像剤担持体
１が延在されており、さらに現像剤担持体１に対して所
定の間隔をおいて現像剤担持体１上の現像剤量を規制す
る現像剤規制部材であるブレード５が設けられている。

【００２３】さて、本発明の特徴は、現像剤担持体に最
近接の現像剤攪拌部材（第１現像剤攪拌棒）がそれ以外
の現像剤攪拌部材と独立した動作ができるように別々の
モータを使って駆動している点にある。

【００２４】本実施例では現像剤担持体１と第２攪拌棒
２２を第１攪拌棒２１とは別駆動とする。すなわち、現
像剤担持体１と第２攪拌棒２２を第１モータ９により駆
動し、現像剤担持体１に最も近接して配置された第１攪
拌棒２１を第２モータ２９により駆動し、さらにマグロ
ール３を第３モータ１９により駆動する。

【００２５】通常コピー時（現像剤非補給時）は第１お
よび第２モータ９、２９のスイッチ（不図示）をオンと
し、第１および第２攪拌棒２１、２２をともに回転して
現像剤の攪拌と搬送を行う。コピー枚数の進行とともに
現像剤が減少すると第１室６内に設置された現像剤残量
検知センサー（圧電素子）４がそれを検知し、現像剤補
給信号を発する。この段階では第１室６内にはまだ数千
枚分程度の現像剤が残っている。センサー４から現像剤
補給の信号が発せられると第２モータ２９のスイッチ
（不図示）がオフになり第１攪拌棒２１が停止すると同
時に、第３モータ１９のスイッチ（不図示）がオンとな
りマグロール３が回転して現像剤を第２室７に供給す
る。

【００２６】第２室７内に供給された現像剤は第２攪拌
棒２２によって攪拌されるが、第１攪拌棒２１が停止し
ていることにより現像剤担持体１上に直ちに搬送される
ことはない。その間、現像は第１室６内の現像剤担持体
１近傍に残った古い現像剤によってのみ行われ、新たに
供給された現像剤は第２室７に残っている古い現像剤と
第２攪拌棒２２によって十分混合、攪拌された後に第１
室６に供給されるため、全く新しい状態の現像剤が現像
剤担持体１上に達することが防止される。

【００２７】これにより、トナーコンタミ現象による帯
電不良等の障害がなくなり、現像剤補給時においても常
に安定した画像を保ち続けることが可能となる。

【００２８】現像剤が十分補給されると、現像剤残量検
知センサー４からの信号が切れて第３モータ１９のスイ
ッチがオフとなり、マグロール３が停止し、その５秒後
に第２モータ２９のスイッチがオンとなり、第１攪拌棒
２１が回転を始める。

【００２９】以上の動作を図示すると図５に示すシーケ
ンスのようになる。なお第１攪拌棒２１の回転開始を５
秒遅らせるのは、より確実にトナーコンタミ現象を防止
するためである。

【００３０】従来の構成の現像装置では、画像濃度が特
に高速機においては不安定になりやすく、図４の折れ線
（１）にて示したように、最大濃度差で０．２の変動が
生じていた。しかし、現像装置を本実施例の構成にする
ことで、図４の折れ線（２）にて示したように、画像濃
度の大きな変動が無くなり（Δ０．０５以下）、安定し
た画像を提供し続けることができた。

【００３１】実施例２ つぎに、本発明の第２実施例について図１および図６に
より説明する。なお本実施例の現像装置の構成は図１に
示した第１の実施例と概略同様であるので、その説明を
省略するが、本実施例においては、第１攪拌棒２１の回
転、停止の条件をさらに細かく設定したものである。な
お、第２室内の現像剤攪拌棒は複数（２本以上）であっ
てもよい。

【００３２】図１および図６において、第１室６内に設
置された現像剤残量検知センサー４が現像剤の残量の低
下を感知すると、第３モータ１９のスイッチがオンとな
り、マグロール３が回転し、現像剤を第２室７に供給す
る。

【００３３】この際、マグロール３の回転時間が２秒未
満の場合は現像剤の供給量が少なかったということで、
第１攪拌棒２１はそのまま継続して回転を続ける。それ
以上の時間マグロール３が回転し続けた場合は現像剤の
供給量が多かったということで、第２モータ２９のスイ
ッチをオフとし、第１攪拌棒２１は停止し、第２室７か
ら第１室６へ新しい現像剤が大量に進入するのを防ぐ。

【００３４】この境界を２秒に設定したのは、２秒以下
の補給が行われた場合には濃度変動がごく僅かなのに対
し、これよりも長く、例えば５秒に設定するとトナーコ
ンタミ現象が画像に影響し、濃度が最大で０．１程度低
下するからである。

【００３５】このような設定にすることでコンタミ現象
が起こらない程度の少量の現像剤が供給されたときに、
いちいち第１攪拌棒２１を停止する必要がなくなるので
現像モータの寿命を延ばすことができ、なおかつ第１実
施例と同様に画像濃度を安定化することができる。

【００３６】なお、現像剤残量検知センサからの信号が
切れてから５秒後に第１攪拌棒が回転を開始するのは第
１実施例と同様である。以上の動作を図示すると図６の
シーケンスのようになる。

【００３７】以上の構成にすることでより制御され、耐
久における濃度変動をさらに少なくするとともに、現像
関連パースの長寿命化が達成できた。

【００３８】実施例３ つぎに、本発明の第３実施例について図２、図７および
図８により説明する。本実施例の現像装置の構成は第１
実施例と概略同一なのでその説明を省略し、異なる部分
すなわち現像剤攪拌棒の駆動方式について詳しく説明す
る。なお、本実施例においても、第１実施例と同様に第
２室内の現像剤攪拌棒は複数（２本以上）でもよい。

【００３９】本実施例においては、第２攪拌棒２２とマ
グロール３との駆動を同期させ、１つのモータ、本実施
例では第３モータ１９にて駆動し、第１攪拌棒２１はそ
れと独立して別のモータ、本実施例では第２モータ２９
で駆動する。また現像剤担持体１も単独のモータ、本実
施例では第１モータ９で駆動する。

【００４０】通常コピー時（現像剤非補給時）は第２モ
ータ２９のスイッチをオンして第１攪拌棒２１を回転さ
せ、第３モータ１９のスイッチはオフして第２攪拌棒２
２は停止させる。

【００４１】コピー枚数の進行とともに、現像剤が減少
すると、第１室６内に設置された現像剤残量検知センサ
４がそれを感知し、現像剤補給の信号を発する。この段
階では第１室６内にはまだ数千枚分程度の現像剤が残っ
ていて、第２室７内にもある程度現像剤が残っている。

【００４２】現像剤補給の信号により第２モータ２９の
スイッチがオフとなり第１攪拌棒２１が停止し、同時に
第３モータ１９のスイッチがオンとなり第２攪拌棒２２
とマグロール３が回転する。

【００４３】このとき、第２実施例と同様にマグロール
３の回転時間が２秒未満のときは第２モータ２９のスイ
ッチをオンしたままにし、２秒以上のときにはスイッチ
をオフにする構成にしてもよい。

【００４４】マグロール３によって第２室７に供給され
た新しい現像剤は第２室７に残っている古い現像剤と第
２攪拌棒２２によって混合、攪拌される。

【００４５】このように、現像剤担持体１とは離れたと
ころにある第２室７で新しい現像剤が古い現像剤と混ざ
るためトナーコンタミ現象が直接画像に影響することが
防止される。そして、現像剤が十分供給され、現像剤残
量検知センサ４からの信号が切れてから５秒後に第１現
像剤攪拌棒６が回転を始めるのは第１実施例と同様であ
る。

【００４６】以上の動作を図示すると、図７のシーケン
ス（マグロール３の回転時間を考慮しない場合）に示す
ようになる。あるいは、図８のシーケンス（マグロール
３の回転時間を考慮する場合）のようになる。

【００４７】以上のような構成にすることにより、さら
にコンタミ現象を抑えることができ、濃度変動を少なく
できた。

【００４８】実施例４ つぎに本発明の第４実施例について、図３により説明す
る。

【００４９】本実施例においては、現像装置の各部材の
駆動方法については第１〜第３の実施例のいずれかの方
法とし、現像剤残量検知センサ４の設置場所を、図３に
示すように、第２室７内とし、さらに第１室６と第２室
７とを区画する壁３０を下方に延長し、隙間を小さくす
るとともに、第１室６と第２室７との間にマイラー板３
６を付設することにより第１室６内の現像剤量の安定化
を図った。すなわち、第１室６の現像剤が減り、空間が
できた場合にのみ第２室７から第１室６へと現像剤を送
る構成とした。

【００５０】ここで、攪拌棒の駆動方式は第１実施例の
方式を採用した場合について説明する。

【００５１】通常、コピー時（現像剤非補給時）は、第
１モータ９、第２モータ２９のスイッチをオンとし、第
１および第２攪拌棒２１、２２がともに回転して現像剤
の攪拌と搬送を行う。

【００５２】コピー枚数の進行とともに現像剤が減少す
るとともに第２室７内に設置された現像剤残量検知セン
サ（圧電素子）４がそれを検知し、現像剤補給信号を発
する。この段階では第１室６内にはまだ数千枚分程度の
現像剤が残っている。センサ４から現像剤補給の信号が
発せられると第２モータ２９のスイッチ（不図示）がオ
フになり第１攪拌棒２１が停止すると同時に、第３モー
タ１９のスイッチ（不図示）がオンとなりマグロール３
が回転して現像剤を第２室７に供給する。

【００５３】第２室７内に供給された現像剤は、第２攪
拌棒２２によって攪拌されるが、第１室６と第２室７の
間の隙間が狭く、マイラー板３６が付設されていること
と、第１現像剤攪拌棒２１が停止していることにより、
第１室６に搬送されることはほとんどない。その間、現
像は第１室６内に残った古い現像剤によってのみ行わ
れ、新たに供給された現像剤は第２室７に残っている古
い現像剤と第２攪拌棒２２によってしばらく混合、攪拌
された後に第１室６に供給されるため、全く新しい状態
の現像剤が現像剤担持体１上に達することが防止され
る。

【００５４】このような構成とすることにより、トナー
コンタミ現象による帯電不良等の障害防止に対してより
効果があり、現像剤補給時においてさらに安定した画像
を保ち続けることが可能となった。

【００５５】また、本実施例においても第１実施例と同
様に、現像剤残量検知センサからの信号が切れてから５
秒後に第１攪拌棒２１の回転を開始する。

【００５６】なお、本実施例において、各部材の動作の
シーケンスを第１実施例にて説明したが、第２実施例ま
たは第３実施例のシーケンスとすることも可能であり、
上記と同様な作用効果を得ることができる。

【００５７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本実施
例の現像装置および画像形成装置によれば、現像剤担持
体と、前記現像剤担持体に最近接の現像剤攪拌部材およ
びホッパー内の現像剤供給部材との駆動が独立であるこ
とにより、現像剤補給時に新しい現像剤が前記現像剤担
持体に達する前に古い現像剤と十分に混合し、現像剤の
電気的な性質を均一にすることができ、それにより、現
像剤補給時に生じる現像剤の帯電不良を軽減し、画像濃
度の安定化を達成でき、したがって、高品質画像を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１および第２実施例に係る現像装置
の構成を示す説明図である。

【図２】本発明の第３実施例に係る現像装置の構成を示
す説明図である。

【図３】本発明の第４実施例に係る現像装置の構成を示
す説明図である。

【図４】従来の現像装置の画像濃度と本発明の現像装置
の画像濃度との比較を示したグラフである。

【図５】第１実施例における各部材の動作を示したシー
ケンス図である。

【図６】第２実施例における各部材の動作を示したシー
ケンス図である。

【図７】第３実施例における各部材の動作を示した、マ
グロールの回転時間を考慮しない場合のシーケンス図で
ある。

【図８】第３実施例における各部材の動作を示した、マ
グロールの回転時間を考慮する場合のシーケンス図であ
る。

【図９】本発明が具現化される電子写真画像形成装置の
一実施例を示す概略構成図である。

【図１０】従来の現像装置の一構成を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 現像剤担持体 ３ マグロール（現像剤供給部材） ６ 第１室 ７ 第２室 ９、１９、２９ モータ（駆動源） １０ 現像装置 １１ 感光ドラム（像担持体） １８ ホッパー ２１ 第１現像剤攪拌棒（現像剤攪拌部材） ２２ 第２現像剤攪拌棒（現像剤攪拌部材）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤を収容する現像容器と、該現像容
   器に設けられ、像担持体上の静電潜像を現像剤によって
   可視像化する現像剤担持体と、前記現像容器内に配設さ
   れ前記現像剤担持体に現像剤を搬送する複数の現像剤攪
   拌部材と、補給用現像剤を収納したホッパー内に設けら
   れ、前記現像容器に補給用現像剤を補給する現像剤供給
   部材とを有する現像装置において、 前記現像剤担持体と、前記現像剤担持体に最近接の現像
   剤攪拌部材および前記現像剤供給部材との駆動が独立で
   あることを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記現像剤担持体に最近接の前記現像剤
   攪拌部材は前記現像剤供給部材が回転中に停止すること
   を特徴とする請求項１の現像装置。
3. 【請求項３】 現像剤補給時に停止した前記現像剤担持
   体に最近接の前記現像剤攪拌部材が現像剤補給終了後一
   定時間経過後に回転再開することを特徴とする請求項２
   の現像装置。
4. 【請求項４】 現像剤補給時に前記現像剤担持体に最近
   接の前記現像剤攪拌部材がそのまま回転を続けるかもし
   くは回転を停止するかの条件を前記現像剤供給部材の回
   転時間によって規定することを特徴とする請求項１また
   は２の現像装置。
5. 【請求項５】 前記現像剤は１成分磁性トナーであり、
   前記現像剤供給部材は複数の磁極を含むマグロールであ
   ることを特徴とする請求項１の現像装置。
6. 【請求項６】 静電潜像が形成される像担持体を有し、
   像担持体現像剤を収容する現像容器と、該現像容器に設
   けられ、前記像担持体上の静電潜像を現像剤によって可
   視像化する現像剤担持体と、前記現像容器内に配設され
   前記現像剤担持体に現像剤を搬送する複数の現像剤攪拌
   部材と、補給用現像剤を収納したホッパー内に設けら
   れ、前記現像容器に補給用現像剤を補給する現像剤供給
   部材とを有する現像装置を具備する画像形成装置におい
   て、 前記現像剤担持体と、前記現像剤担持体に最近接の現像
   剤攪拌部材および前記現像剤供給部材との駆動が独立で
   あることを特徴とする画像形成装置。