JP2006163292A

JP2006163292A - 現像装置

Info

Publication number: JP2006163292A
Application number: JP2004358599A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Iwata; 信夫岩田; Satoshi Muramatsu; 智村松; Nobutaka Takeuchi; 信貴竹内; Junichi Matsumoto; 純一松本; Takayuki Koike; 孝幸小池
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2004-12-10
Filing date: 2004-12-10
Publication date: 2006-06-22
Also published as: US7356288B2; US20060140679A1

Abstract

【課題】画像形成装置を構成する現像装置の現像器内の現像剤を確実に混合しトナーの帯
電量を安定させるためには、攪拌力を高める際に現像剤を劣化させないようにする必要が
ある。そのため、攪拌効率の高い現像装置の設計が課題となる。
【解決手段】そこで、本発明では現像剤に過剰なストレスを与えないようにするため搬送
部全域の攪拌力を高めるよりも、現像剤補給後の搬送部の一部分でとくに搬送スクリュー
の上下方向の攪拌を高める構成とした。具体的には、現像剤補給後の搬送部に攪拌力を高
める部分を設けたことを特徴とする現像装置である。
【選択図】図３

Description

本発明は複写機、プリンタおよびファクシミリ等の画像形成装置を構成する現像装置の
現像器内にあるトナーの帯電量を安定させるために、必要に応じて補給される現像剤と現
像器内にすでに存在する現像剤との混合力を高めた現像装置に関するものである。

従来から、二成分現像剤を使用する現像装置は、非磁性トナーと磁性キャリアを混合す
ることにより、感光体表面の静電潜像にトナーを付着させて目に見える像を作るものとし
て知られている。現像器内のトナーは画像形成とともに消費されるため、補給用のトナー
を格納した容器を設けてトナー補給口から新しいトナーを補給するようにした現像装置が
多く使用されている。一方、現像器内のキャリアは画像形成とともに消費はされないが、
キャリアは劣化するため、ある程度の画像形成回数ごとに交換する必要がある。交換は、
専用のサービス担当者がキャリアの交換を実施する方法、キャリアを内蔵した現像器のユ
ニットそのものを交換する方法がある。最近では、補給用のキャリアを格納した容器から
少量ずつキャリアを現像器内に補給する方法や、トナーにキャリアを前もって適正量混合
しておいた補給用の現像剤を現像器内に少量ずつ補給する方法が用いられ、現像器内で余
分になったキャリアを少量ずつ現像器外に排出することにより現像剤の劣化を防止しキャ
リアの定期的な交換を不要とする方法も実施されている。

補給用のトナーやキャリアは現像器内の搬送スクリューの上部または端部から補給され
現像器内にすでに存在する現像剤と攪拌され、現像ローラーに搬送される方式が一般的で
ある。このとき、現像剤が十分に混合されないまま搬送されると、無帯電または逆帯電の
トナーが現像ローラーから感光体表面や画像形成装置内に飛散するため、画像品質を悪化
させる要因となる。このため、極少量ずつに分けて現像剤の補給をする制御が必要とされ
攪拌力を高めるなど、現像剤の混合力を高める改良が進められている。

攪拌力を高めることにより改良を進めている従来技術としては、現像剤補給部に別途攪
拌機構を設けてその攪拌機構により現像剤を現像剤補給部下部より上部へ搬送させながら
撹拌機構と現像剤補給部とを相互に回転させる構成にした現像装置がある（例えば、特許
文献１参照。）。また、現像剤攪拌搬送部材の高さまたは現像剤の貯留上面の高さを調整
することができる高さ調整機構を設けた現像装置がある（例えば、特許文献２参照。）。

特開平７−１３４４８１号公報特開２０００−４７４７４号公報

このように現像剤の混合力を高めるための改良が進められているが、搬送スクリューは
現像剤を軸方向に搬送する働きが主であるため、補給されるトナーやキャリアと現像器内
にすでに存在する現像剤を確実に混合させる働きが弱いという短所がある。とくに、キャ
リアのみを補給する方式は、カラー画像形成装置の各色に共通に使用できるため補給キャ
リアの種類を少なくできるという長所があるが、補給したキャリアと現像器内にすでに存
在する現像剤を確実に混合させるためには、より十分な攪拌が必要となる。現像剤が十分
に混合されないまま搬送されると、トナーやキャリアを補給したときに十分に帯電されな
いトナーが発生する。このため、無帯電または逆帯電のトナーが画像形成装置内に飛散し
また、非画像部となる感光体表面にもトナーが付着するなどの不具合が生じる。

一方、攪拌力を高めると、現像剤に過剰なエネルギーを与えることにもなりかねず、ス
トレスによりトナーやキャリアの摩耗、破壊等が発生し、現像剤を劣化させる要因になる。
そのため、攪拌効率の高い現像装置の設計が課題となる。

上記課題を解決するため、本発明では現像剤に過剰なストレスを与えないようにするた
め、搬送部全域の攪拌力を高めるよりも、現像剤補給後の搬送部の一部分でとくに搬送ス
クリューの上下方向の攪拌力を高める現像装置の構成とした。具体的には、現像剤補給後
の搬送部に攪拌力を高める部分を設けたことを特徴とする現像装置である。

上記課題を解決するための手段により、本発明では攪拌力を高めても現像剤に過剰なス
トレスを与えないようにし、現像剤の劣化を防いだ攪拌効率の高い現像装置を設計したこ
とで、現像剤を確実に混合しトナーの帯電量を安定させて画像形成装置の品質をより良い
ものとした。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図１から図６に基づいて説明する。ただ
し、これらは一実施形態にすぎず、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。
図１は本発明のトナーを補給する場合の現像装置全体の構成を示す一実施形態図である。
感光体１が一様に帯電されると静電潜像が形成され、現像器２から感光体表面の静電潜像
にトナーを付着させて現像することにより可視像を形成する。現像器内のトナーは画像形
成とともに消費されるため、トナー補給口３から現像器内にトナーを補給する。トナーは
トナー容器５からトナー輸送路４内部のスクリューなどで搬送され、トナー補給口３から
現像器内部に少量ずつ補給される。トナー輸送用モーター６はトナー輸送路４を駆動する
ためのものである。トナー濃度センサー７は現像器内のトナーとキャリアの混合比率を検
出し、トナーの補給を制御することができる。

図２は図１に示す現像器の断面を示す図である。現像器のケーシング１４にはらせん状
のフィンを備えた搬送スクリュー１および２がそれぞれ矢印Ｃ、Ｄ方向に回転している。
搬送スクリュー１と２の間には、ケーシングから一定の空間を取った仕切り板１５が設け
られ、補給されたトナーと現像器内にすでに存在する現像剤が攪拌されて循環する。この
循環する現像剤の一部が現像ローラー１０に磁力で吸い上げられ、ドクターブレード１７
で均一な厚さにされてから帯電したトナーが感光体１に接することで感光体表面の静電潜
像を現像して可視像を形成する。

図３は図２に示す現像器を上から見た図である。現像ローラーと平行に配置された搬送
スクリュー１軸および２軸は、回転することにより現像剤を搬送させＥ→Ｆ→Ｇ→Ｈのよ
うに循環する。通常の搬送スクリューは現像剤を横軸方向に搬送する働きが主であるため、
上下方向に攪拌する作用が弱いことから円筒状部材３４を設けた。円筒状部材内を現状剤
が回転しながら搬送されるようにして、新たな渦を発生させることにより現像剤に過剰な
ストレスを与えないで攪拌力を高める構成とした本発明の特徴部分である。

図４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ図３に示す搬送スクリューに攪拌力を高め
る部分を設けた実施形態のいくつかの例を示す図である。
（ａ）は図３の搬送スクリューに円筒状部材を設けた構成と同じである。スクリュー軸１
に順方向送り用のらせん状部材２と逆方向送り用のらせん状部材１を固定し、らせん状部
材の一部の範囲に円筒状部材３４を設けた構成である。
（ｂ）は搬送スクリューの軸をスクリュー軸２とスクリュー軸３の２本に分離し、円筒状
部材を設けた部分の軸を無くした構成である。円筒状部材内を現像剤が回転しながら搬送
される構成としたために、円筒状部材内に軸があると障害物となって搬送速度を低下させ
る傾向があるが、この部分の軸を取り去ることにより、できるだけ損失を生じさせないようにした。
（ｃ）は円筒状部材の外周にも現像剤を送るためのフィン１を設けた構成である。現像剤
が円筒状部材の外周に衝突し静止することにより停留が生じることをできるだけ防止した。
（ｄ）は円筒状部材ではなく、軸に平行なフィンを１個又は複数個（図では６個）設けた
例である。このような構成でも、（ａ）〜（ｃ）と同様の効果が得られる。

図５は図１に示すトナーの補給に加えて、キャリアも補給する場合の現像装置全体の構
成を示す一実施形態図である。トナー補給口３にトナーの補給に加えてキャリアの補給も
少量ずつ行う。キャリアは消費されないため、余剰となった現像剤は現像剤排出口５４か
らオーバーフローにより排出される構成である。オーバーフローした現像剤は現像剤回収
路５５内を搬送されて、現像剤回収容器５６に回収される。キャリアはトナー材料の付着
や被膜の摩耗などによって劣化するため、ある程度の画像形成回数ごとに交換する必要が
ある。このため、一定の画像形成枚数ごとに一定量のキャリアを補給し、または、現像装
置が一定時間稼動したら一定量のキャリアを補給するなど、様々な補給制御方式が採用さ
れている。

図６は現像剤排出部の構成を示す断面図である。現像器内部で現像剤の液面高さが上昇
し排出用開口６１を超えると、余剰となった現像剤がオーバーフローして外部に流出し、
現像剤輸送路５５によって回収容器に搬送される構成である。

本発明のトナーを補給する場合の現像装置全体の構成を示す一実施形態図である。図１に示す現像器の断面を示す図である。図２に示す現像器を上から見た図である。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ図３に示す搬送スクリューに攪拌力を高める部分を設けた実施形態のいくつかの例を示す図である。図１に示すトナーの補給に加えて、キャリアも補給する場合の現像装置全体の構成を示す一実施形態図である。現像剤排出部の構成を示す断面図である。

符号の説明

１感光体
２現像器
３トナー補給口
４トナー輸送路
５トナー容器
６トナー輸送用モーター
７トナー濃度センサー
１０現像ローラー
１１搬送スクリュー１
１２搬送スクリュー２
１４ケーシング
１５仕切り板
１７ドクターブレード
３１現像ローラー軸
３２搬送スクリュー１軸
３３搬送スクリュー２軸
３４円筒状部材
３５トナー補給口位置
３６トナー濃度センサー位置
４１スクリュー軸１
４２らせん状部材１
４３らせん状部材２
４４スクリュー軸２
４５スクリュー軸３
４６フィン１
４７フィン２
５１キャリア輸送路
５２キャリア容器
５３キャリア輸送用モーター
５４現像剤排出口
５５現像剤輸送路
５６現像剤回収容器
６１現像剤排出用開口

Claims

トナーおよびキャリアからなる現像剤を攪拌搬送して現像ローラーまで運ぶための搬送スクリューを有し、現像剤補給後の搬送部に攪拌力を高める部分を設けたことを特徴と
する現像装置。
搬送部はスクリュー方式であり、攪拌力を高める部分はスクリューの外周に円筒状の部
材を設けたことを特徴とする請求項１の現像装置。
円筒状の部材の外周面にもトナーを搬送するためのスクリュー上のフィンを設けたことを特徴とする請求項１又は２の現像装置。
円筒状の部材を設けた範囲においは、スクリューの軸を構成する部分を取り去ったことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の現像装置。
搬送部はスクリュー方式であり、攪拌力を高める部分はスクリューの外周に軸心に平行
な向きのフィンを１個又は複数個設けたことを特徴とする請求項１の現像装置。
トナーの補給に加えて、キャリアも補給し、余剰となった現像剤を排出口から排出する
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の現像装置。
トナーおよびキャリアの補給口の上流に余剰現像剤の排出口を設けたことを特徴とする
請求項６の現像装置。
トナーとキャリアの混合比率を検出しトナーの補給を制御することができるトナー濃度
センサーを有する装置において、トナー補給部とトナー濃度センサーとの間の区間に攪拌
力を高める部分を設けたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の現像装置。
請求項１ないし８のいずれかに記載の現像装置を有することを特徴とするプロセスカー
トリッジ。
請求項９のプロセスカートリッジを有することを特徴とする画像形成装置。