JPS6310174A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は乾式２成分現像剤を用い、現像剤補給・搬送及
び混合・攪拌を行なう小型現像装置に関するものである
。本発明は、表示装置、プリンター、複写機、記録機器
、複合機器等に適用できるものである。

〔従来の技術〕

従来、現像剤担持体としての現像スリーブ軸方向に現像
剤の搬送・供給する系では、スクリュ等で現像剤を軸方
向に搬送しながらスリーブへ即時的に供給するためのも
のがある。この場合、新しい補給用トナーを供給すると
、補給されたトナーが帯電不十分であるにもかかわらず
、補給されたトナーが良く攪拌・混合されずにスリーブ
へ移動し、画像に地力ブリ、反転カプリとして現れる欠
点があった。

現像剤を収容する現像容器内に現像剤の循環を形成する
現像装置が提供されているが、循環部の現像剤の移動速
度が供給される現像剤、補給用トナーの量に大きく左右
されて、安定した現像を達成できず、画像濃度が不安定
になるという問題が見られた。

〔発明の目的〕

本発明は、上述従来例の欠点を除去し、現像剤の安定し
た供給と搬送及び現像剤の攪拌・混合を効率よく確実に
達成し、キャリア劣化を防止し、優れた現像を確実に行
なうことのできる現像装置の提供を目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、上記問題を解決するもので、キャリアとトナ
ーとを有する現像剤を現像容器内に収容し、現像剤担持
体の表面で現像剤を搬送して現像する現像装置において
、 補給用トナーを収容すると共に補給用トナーを現像容器
内に補給するための供給手段と補給用トナーの供給用開
口とを備える供給部と、現像容器内で現像剤担持体の表
面に近接する第１端部と供給部側に位置する第２端部と
を備え、現像剤担持体の近傍に現像剤の循環部を形成す
る仕切り部材と、 仕切り部材の下方に位置する第１現像剤搬送手段と循環
部の上方に位置する第２現像剤搬送手段とを備え、現像
剤を現像容器内で下方から上方へ搬送し、搬送した現像
剤を上方から循環部の長手方向に対して落下させる容器
内搬送手段と、供給部からの補給用トナーを第１゛現像
剤搬送手段側へ案内する第１案内面と上方から落下する
現像剤を循環部側へ案内する第２案内面とを備える案内
部材と、を有し、 上記仕切り部材の第２端部は、上記案内部材の第１案内
面の延長面と第２案内面の延長面との間に位置し、案内
部材との間に現像剤の通過を許可する開口を形成してい
ることを特徴とする現像装置である。

本発明に依れば、常に適正のトナー濃度を維持した現像
剤が現像に寄与するため濃度ウス、濃度ムラの問題も解
決し、耐久による画質の安定にも多大の効果が得られた
。

〔実施例〕

第１図に本発明の実施例断面図（各部材は長手方向にわ
たって設けられているものである）を数々の好ましい条
件とともに示す。

１は像担持体、２は現像剤担持体（以下、現像スリーブ
と表する）、３は現像担持体２の内部に固定されたマグ
ネットで、担持体２は現像部で像担持体と同方向に回転
する。スリーブ２に配置されたマグネット３により現像
剤が像担持体側に搬送され、現像極Ｓｌによりキャリア
粒子とトナー粒子とを有している磁気ブラシを形成し、
静電潜像に対応した現像を行なう。

ここで第１図の断面図からもわかるように現像スリーブ
２に対向する部分には、上・下スクリュ４１．４のみで
あるが、他の現像スリーブ２への供給搬送を行ない攪拌
・混合する手段を設けても良い。

スクリュ４．４１は、第２図（ａ）に示すようにスリー
ブ長より長くなっており、現像域及びスリーブ２より長
く伸長した領域Ｃでキャリアとトナーの確実な攪拌・混
合が行われる。

ここで、本発明の構成に対応した実施例構成を図番で示
すと以下のようになる。

キャリアとトナーとを有する現像剤を現像容器２０１内
に収容し、現像剤担持体２の表面で現像剤を搬送して現
像する現像装置において、補給用トナーを収容すると共
に補給用トナーを現像容器内に補給するための供給手段
１２，１２１，１２２と補給用トナーの供給用開口１３
とを備える供給部２００と、 現像容器２０１内で現像剤担持体２の表面に近接する第
１端部６２と供給部側に位置する第２端部６１とを備え
、現像剤担持体の近傍に現像剤の循環部４７を形成する
仕切り部材６と、 仕切り部材の下方に位置する第１現像剤搬送手段４と循
環部４７の上方に位置する第２現像剤搬送手段４１とを
備え、現像剤を現像容器内で下方から上方へ搬送し、搬
送した現像剤を上方から循環部の長手方向に対して落下
させる容器内搬送手段４゜４１．４２．５１と、 供給部からの補給用トナーを第１現像剤搬送手段側へ案
内する第１案内面２２１と上方から落下する現像剤を循
環部側へ案内する第２案内面２２２とを備える案内部材
２２と、を有し、 上記仕切り部材の第２端部８１は、上記案内部材の第１
案内面２２１の延長面２２１１と第２案内面２２２の延
長面２２２１との間に位置し、案内部材との間に現像剤
の通過を許可する開口１１を形成していることを特徴と
する現像装置である。

図中の矢印３２，３１．３４は、補給用トナーの流路を
示し、矢印３０，３３．３５は、混合現像剤の流路を示
し、矢印３８．３８は循環部内の現像剤の流路を示し、
矢印３７．３８は現像部を通過した現像剤の流路を示し
ている。又、４２，４３，４４．４５は順に現像極Ｓ１
、カット極Ｎ１、循環搬送磁極Ｓ２、搬送極Ｎ２の夫々
の中心の位置を示している。

さて、現像装置において、不十分な帯電の直接溜まり４
７に供給されると現像不良を生じることがある。従って
、本例ではメツシュ１３１の付いたトナー補給口１３と
スクレーパのスリーブ反対側の開口１１１を通して上か
ら新規トナー補給を下スクリュ側にのみに行なっている
。この時、案内部材としてのトナー遮蔽板２２は、開口
１３に近接し、下スクリュ側に向ってトナーを導くよう
に突出しており、トナーをスクレーバ上部現像剤溜まり
４７中に供給させず、確実に開口１１１を通フて下スク
リュへ導く。この時、開口１１１には、溜まり４７を安
定形成するために余分に供給された現像剤の流れ３５が
下方に向って流れるので、流れ３５が、実質的なトナー
飛散防止効果を奏するので好ましい。

いずれにしても、トナー遮蔽板２２は重要であり、もし
なければスクレーバ上部にトナーが入り、即時的にスリ
ーブ供給され、良く攪拌・混合されず十分な電荷が附与
されないトナーが現像極上に搬送されてしまう。これに
より地力ブリ、反転カブリ現象が生じてしまうのである
。

仕切り部材としてのスクレーパ６は、本発明では、現像
剤循環部４７の底辺を成して、循環部を形成している。

この現像剤循環部を形成するにはスクレーパの長さは、
長いほど良い。しかしながら長過ぎると、循環部自体が
ほとんど循環しない現像剤を周辺に形成して、循環速度
を遅くしてしまうことや、循環部への現像剤取り込み量
を増大してしまうことによる現像の不安定をもたらすと
い？た問題をかかえてしまう。これに加えて、補給用ト
ナーのように帯電が不十分な現像剤を循環部へ導くこと
になり、好ましくない。逆に、スクレーパを短くしてし
まうと、上方からの現像剤を十分に循環部へ導くことが
できず現像不良やキャリア劣化を招いてしまう。

本実施例ではこの問題を解決する構成として、スクレー
パ６の端部６１を、上記案内部材２２の第１案内面２２
１の延長面２２１１と第２案内面２２２の延長面２２２
１との間に位置させる構成のうち、延長面２２１１、延
長面２２２１の境界の内側に設けている。

この問題を解決する構成としては、端部６１を、上記案
内部材２２の第１案内面２２１の延長面２２１１上又は
第２案内面２２２の延長面２２２１上でも良く、この意
味で１間」に位置させる構成が良い。

スクレーパ６の端部６１は、エツジ形状で、循環部側へ
の面と下スクリュウ側への面との交線である。この端部
６１は、Ｌ字型の部材で形成してもよい、端部６１は、
このように面の交線であることが落下してくる現像剤、
循環部の現像剤量をより安定するので好ましい。

いずれにしても、スクレーパのような仕切り板の端部位
置を規定することによって、現像剤の循環部での循環を
安定し、落下してくる現像剤の取り込みを循環部内の現
像剤状態に一対一対応できる。又、帯電不十分の補給用
トナーに安定した循環状態を経由せしめ、現像不良を防
止できる。

この現像容器内で、一度現像に寄与し、トナー濃度の低
下した現像剤が下スクリュ４によって領域Ｃで曲率をも
ったチューブ内に搬送され、上スクリュ部まで運ばれる
。この時、不図示のトナー濃度検出器からの指令でトナ
ー撹拌棒１２のブレード１２１．１２２により供給され
たトナーも現像剤収納部トナーホッパ２００から開口部
１３を経て供給され、−緒にチューブ内に運ばれ、領域
Ｃのスクリュにより両者が十分攪拌・混合される。ここ
で規定のトナー濃度になった現像剤が連結開口４２で上
スクリュ４１に受は渡され現像スリーブの上部へ搬送さ
れる。この時、上スクリュ４１は隔壁５によっである一
定量現像剤を貯めた状態でスリーブの手前から奥へと現
像剤が搬送される。そして隔壁５には開口部５１が図に
示すように開いており一定量以上の現像剤は、開口部５
１から案内面２２２に規定され、循環部４７のスクレー
パ端部６１側へと供給される。この時、上スクリュは、
隔壁５によってスリーブから隔離されており、スリーブ
に保持された現像剤の動きを妨害することはない。上ス
クリュから落下供給された現像剤はスクレーパ６とキャ
リア返し８、さらにマグネットの搬送極とカット極Ｎ１
によって搬送・混合され十分電荷を附与される。そして
、ドクターブレード７で規制され、適量の現像剤だけが
、現像極側へ搬送され、現像極で磁気ブラシを形成し現
像がなされる。

現像に寄与した現像剤は再び現像器内にスリーブ回転に
順じて搬送され、この現像剤の一部である、現像剤のう
ちトナー残量の少ない表面部はスクレーパ６の端部６２
によってかき取られ、スリーブから離れた位置にある下
スクリュ４側に供給され補給トナーを受けるべく領域Ｃ
に搬送されることとなる。ｌＯＯは、下スクリュ４の現
像剤搬送路を実質的に形成する。

これらの過程でスクレーパ６はスリーブの現像極での穂
立ち長と同レベルか又はそれより小さい間隙を設けてス
リーブに対向させている。これにより現像時に最も現像
に寄与した最上層のトナー濃度の低下した現像剤のみス
クレーパ６によりかき取れる。その時のブラシ高さｄと
すると、現像部ブラシ高さ１と同じかそれよりも小でス
クレーパの先端がブラシの高さｄよりも小さい間隙を形
成する。結果として完全にスリーブに塗布された現像剤
をかき取った場合と同様の効果が得らえると共に接続ク
レープの場合に生じがちなスリーブの回転負荷の増大や
、スリーブ表面に現像剤が融着する問題は解消された。

さらに、スクレーパ６は、上スクリュ４１から供給され
た適正のトナー濃度現像剤を実質的な現像剤溜まり（大
きく循環していても、わずかにに循環しでても良い）４
７として保持し、現像スリーブに現像能力の安定したも
のを安定供給する役目を果たす。

上・下スクリュの搬送力が大きく異なると下スクリュ側
に現像剤が滞留し、下オケ部からの現像剤のあぶれを起
したり上スクリュ側に、現像剤が充満して現像剤の動き
がなくなり、剤の劣化、画質の著しい低下さらに現像器
破壊を生じる危険があるので本実施例では、上スクリュ
４１の搬送力を下スクリュ４の搬送力より強くし、かつ
スリーブに対向していないスクレーパ端部に下スクリュ
側への開口を設け、上スクリュ側からの余剰現像　　′
剤は下スクリュ側へ移動可能にした。これにより、溜ま
り４７をより安定形成できる。以上により現像剤閉回路
中を１方向に循環する系でかつ上スクリュ側にも下スク
リュ側にも現像剤が溜まり過ぎることのない平衡状態を
より容易に保つことが可能となった。

さらに、スクレーパ６は現像極と同一極性の６ｆｉ極範
囲内にあることが望ましい（半値巾内にスクレーパ先端
を設定する方より望ましい）。スリーブ回転に対して、
磁性穂は回転しながら進むため、同一極でなければ現像
極で現像に寄与した現像剤のみの表層部かき取りがスク
レーパで行なえないからである。

本実施例では、スリーブ回転方向に対してスクレープよ
り下流側の現像剤（トナー濃度一定の現像剤）の勤ぎを
より活発化させるために、非磁性カットブレードとスク
レーパの間に、Ｎ２（Ｎ極）、５２（Ｓ極）の２極をも
うけかつ夫々現像部の磁極の磁束密度よりも磁束密度を
小さくした。具体的な数値例は、現像極Ｓ１の約半分程
度である。このような関係に溜まり２３内に発生する磁
性不動層が弱くなり、スリーブ２の回転に応じた現像剤
の活発な動きが生まれるので、より好ましい現像剤帯電
の均一化が達成される。

従って、さらに、トナーへの電荷附与が行なわれること
になる。この場合、溜まり２３内に設ける磁極は３つ以
上を含めた複数個が良い。又、本例では、現像部と同極
性の磁極Ｓ２をスクレーパ６の先端よりスリーブ回転方
向下流側に位置させることで、スクレーパ６より下流側
で現像に寄与していない適正のトナー濃度の維持した現
像剤（スクレーパでかき取られた後の現像剤）を溜まり
４７側へ確実に搬送する搬送力を生み出し、さらに、ス
クレープ下流側の溜まり４７内の現像剤の動きを活発化
させるのに役立つ。又、下スクリュ側へ現像剤表面を安
定してカットして供給できる。同極のＳｔ、Ｓ２の間の
Ｎ２極は、現像極３１と同レベルの磁束密度の強さにし
、不動層をより強く発生させて、現像器下部からのトナ
ーの吹き出し及び現像剤のもれを防止する。又、図中、
２０．２１は薄いフィルムはマイラによりできており、
２０はドラムに軽く当接させドラム上流側へのトナー飛
散を防止し、２１はスリーブ２に軽く当接させ、現像器
下部からのトナー飛散を防止する役目を果たす。特に２
１はスリーブ接線方向に腹当り気味に当接させるのが好
ましい。

さて、案内部材によって、下スクリュ側に供給されたト
ナーは、第１図の現像剤の動きでスリーブ側に直接供給
されずに、上スクリュに搬送されるのである。この時、
スクレーパによりかき取られたトナー不足の現像剤が供
給されるので、キャリア粒子との接触が確実となる効果
も含まって下スクリュ４側に供給されたトナーはすべて
、下スクリュ４により領域Ｃに搬送され、十分攪拌・混
合されることになるのである。いずれにしても新規トナ
ーが溜まり２３に直接供給しないことは重要である。

ここで、図示していないが、領域Ｃの狭い領域を利用し
てトナー濃度検出器が設けられ、攪拌・混合された現像
剤のトナー濃度を逐次検知し、トナー補給撹拌棒１２の
駆動を制御している。

以上第１図に示すように現像スリーブの後方に大きなス
ペースを取ることなく十分攪拌・混合され常に一定にト
ナー濃度を保った現像剤がスリーブ軸方向に均一供給さ
れ、濃度ウス、濃度ムラ、地力ブリ、反転カブリを一完
全になくし耐久においても初期画質を維持することが可
能となったわけである。

但し、トナー補給口を下スクリュ側に設けた場′　　合
は現像剤の溜まりによりトナー補給量が一定にならない
欠点が生じることがあるので、現像剤の溜まりのない空
間部にトナー補給口を設けることは好ましい。

上記実施例の上・下スクリュは、リブ付円筒の回転体や
ベルト状回転体でも良く、実質的な搬送手段であれば良
いが、回転して長手方向に強い搬送を行えるものである
ことがより好ましい。

新規トナー案内部材としては、上記現像剤溜まり部を形
成する構成の装置に対しては、補給用開口１３と溜まり
部との間に位置させることが好ましく、現像装置を回転
させたりするものでは、開口１３を全部覆って、下方搬
送手段まで案内路を形成することが好ましい。案内部材
としてはモールドの樹脂が良いが、マイラや細かい（ト
ナーが出ない）メツシュ状のものでもよいが、穴のない
平板、曲板が良い。

上記スクレーパのスリーブ側端は、現像極Ｓ１と同極性
の３２の磁力０以上最大より小の範囲内に対向すること
が良く、好ましくは半値巾以下が良い。Ｓｌ　＞Ｓ２の
関係を満たす磁力関係はさらに好ましい条件となる。こ
れは穂立ち量ｌ（ａｓｓｕｍｐｔｉｏｎコート量同−条
件下）がＳｌの１１＜３２のｆｌ、２を達成するためで
ある。これにより、現像剤の表面を安定して除去できま
す。スクレーパより下流側に３２をおくことで、穂立ち
量が大きくなっている現像剤上層のみかき取ることがで
きる。これに加えてＳｔ　＞Ｓ２のために、現像剤の保
持力も弱くなり、かき取り効果は増す。

磁極Ｓ２がスクレーパより下流側に位置されるのは、剤
の動き（スクレーパ上の剤の）を良くするためである。

Ｓ２より剤のくみ上げが起こり、かつその磁力が弱いた
め、保持されずににくい表面部と、磁力に保持される下
層部とを形成でき、この下層部は、さらに下流の磁極Ｎ
ｌに搬送される。この時、スクレーパでかき取られずに
かつ未使用の電荷の附与された剤のつき上げもあいまっ
て、動きを活発化させる。

磁極Ｓ２に対向するようにスクレーパを用いた時、即ち
、最大磁力に対向させた時の弊害は以下の通りである。

スクレーパの材質は磁性体にするとすべて現像剤はかき
取られてしまい、現像器の破壊又は、スクレーパ上の剤
の動きが悪く（磁界集中のため、剤がトラップされる）
なり画質上濃度ムラを生じる。

又、非磁性スクレーパを磁極８２対向よりスリーブ回転
下流側におくと、以下の弊害がある。

即ち、トナー濃度一定の剤がスリーブに接触する確立が
減少し、さらに剤の動きが悪くなり、画質に低下に向う
。これは、磁極Ｓ２の穂立ちにより、穂立ち剤の回転に
伴ってスリーブへの剤の入れ換えが起こっているためで
ある。さらに磁極Ｎ１はキャリア返しの規制部材下に位
置しているため、磁極Ｓ２の効果の剤の入れ換えが起き
にくい、さらにスクレーパの下に極Ｓ２がくるため、ス
クレーパ下での剤の動きが激しくなり、現像器下部から
のトナー飛散、吹き出しさらに、スリーブへの攪拌・混
合される前の電荷の附与されないトナーの供給が起こっ
てしまうため画質低下を助長しているものと考えられる
。これと同時に、濃度ウス、地力ブリが発生してしまう
欠点がある。

磁極Ｎ２　　（現像極とは反対極性）にスクレーパを用
いた時の弊害は以下の通りである。極Ｎ２の対向までス
クレーパを挿入すると剤のかき取りが大きすぎ、極Ｎ２
の搬送の役目効果が薄れ、極Ｎ２近くの剤の滞留、あぶ
れが生じる。これに対して本実施例のようにＳ２−Ｎ２
の極間にスクレーパを設けると、剤の穂がねてしまうが
、それなりの間隙をもたせることで、十分スクレープ効
果が期待できる。同時に極Ｎ２の搬送性を十分もたせ、
かつ極Ｓ２のトナー均一濃度の搬送と使用済剤の入れ換
え効果に加えて、剤の動きを良くする。スクレープの位
置は、Ｓ２〜Ｏ（３２−Ｎ２の極間）から対向までであ
る、剤の入れ換え、動きを良くするため特に好ましくは
Ｓ２磁束密度Ｓ２ビークのＯより大〜８０％の磁束分布
の範囲に入れるのが良い。

上記スクレーパは、循環部形成用の仕切り部材としては
、現像時、水平でなく、現像剤を現像剤担持体の表面に
案内できるように角度を持って、設けることが良く、現
像時の水平面をＭとするとき、図で示す角度ひは、２０
度以上、好ましくは、高速循環を得るには３０度以上が
良い。

〔発明の効果〕

本発明に依れば、上記案内部材と仕切り部材との規定し
た位置関係により、常に適正のトナー濃度を維持した現
像剤が現像に寄与するため濃度ウス、濃度ムラの問題も
解決し、耐久による画質の安定にも多大の効果が得られ
た。また、キャリア劣化が大幅に防止され、劣化キャリ
アを交換する期間を大幅に延長でき、又は交換不要にで
きるので、２成分現像剤の現像をより容易にするという
極めて重要な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の全体説明図、第２図（ａ）、
（ｂ）は上・下スクリュの部分説明図である。１は像担
持体、２は現像剤担持体、４は下スクリュ、４１は上ス
クリュ、５は上スクリュ側の隔壁、５１は隔壁５の開口
部、６がスクレーパ、７はドクター・ブレード、８はキ
ャリア返し、９はトナー飛散防止板、１２はトナー補給
用撹拌棒、１３はトナー補給口である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 キャリアとトナーとを有する現像剤を現像容器内に収容
   し、現像剤担持体の表面で現像剤を搬送して現像する現
   像装置において、 補給用トナーを収容すると共に補給用トナーを現像容器
   内に補給するための供給手段と補給用トナーの供給用開
   口とを備える供給部と、 現像容器内で現像剤担持体の表面に近接する第１端部と
   供給部側に位置する第２端部とを備え、現像剤担持体の
   近傍に現像剤の循環部を形成する仕切り部材と、 仕切り部材の下方に位置する第１現像剤搬送手段と循環
   部の上方に位置する第２現像剤搬送手段とを備え、現像
   剤を現像容器内で下方から上方へ搬送し、搬送した現像
   剤を上方から循環部の長手方向に対して落下させる容器
   内搬送手段と、供給部からの補給用トナーを第１現像剤
   搬送手段側へ案内する第１案内面と上方から落下する現
   像剤を循環部側へ案内する第２案内面とを備える案内部
   材と、を有し、 上記仕切り部材の第２端部は、上記案内部材の第１案内
   面の延長面と第２案内面の延長面との間に位置し、案内
   部材との間に現像剤の通過を許可する開口を形成してい
   ることを特徴とする現像装置。