JPH05341650A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現像装置内の現像剤と新規補給トナーおよび
リサイクルトナーの撹拌効率を向上し、現像剤中のトナ
ー濃度分布を迅速に均一化するとともに、トナー濃度制
御の応答性を向上させる。 【構成】 現像装置の主撹拌部材に現像剤およびトナー
を供給する補助撹拌部材を、現像剤を搬送するスパイラ
ルスクリュー部と、現像剤を回転軸法線方向に放出する
複数のパドル部とから構成し、上記主撹拌部材と補助撹
拌部材を仕切る仕切板に、前記補助撹拌部材のパドル部
から放出された現像剤を主撹拌部材へ流出させる流出開
口部と、該主撹拌部材から補助撹拌部材の各パドルの現
像剤搬送上流側にそれぞれ流入させる複数の流入開口部
とを形成し、補助撹拌部材による現像剤搬送と現像剤放
出と、仕切板の流出開口部と流入開口部とによる現像剤
の一方向流出入と、主撹拌部材による現像剤還流とによ
り、現像剤循環経路を形成したことを特徴とする現像装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子写真記録方式や
静電記録方式により、像担持体上に形成された静電潜像
を現像剤を用いて可視像化する現像装置に関し、特に現
像剤の撹拌搬送とトナー補給に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に電子写真複写機等の静電画像形成
装置にあっては電荷保持体（感光体ドラム等）上の静電
潜像を現像装置において可視のトナー像としたのち、こ
れを記録紙上に転写・定着してコピー画像を形成するよ
うになっている。

【０００３】従来、感光体ドラム上に形成された静電潜
像の現像方法としてはトナーと磁性キャリアとを混合し
た二成分系現像剤または磁性トナーから成る一成分系現
像剤を用い、磁気ブラシ現像装置による現像が多く行わ
れている。磁気ブラシ現像装置は、非磁性の円筒状をし
た現像スリーブと、その内側に複数個の永久磁石からな
る磁気ロールとから構成される現像ローラを像担持体に
対して固定した位置間隔をもって配設するようにしたも
ので、現像スリーブ周面に磁気的に吸着した現像剤を現
像スリーブの回転によって前記の像担持体と対向した現
像領域に搬送し、静電潜像の現像を行うものである。

【０００４】すなわち、現像スリーブの外周面上の磁極
において磁気ブラシの穂として形成され、現像に使用さ
れた現像剤は、現像スリーブの回転に従って、現像スリ
ーブにのって運ばれ、現像剤掻落板または反撥磁界によ
り現像スリーブ面上から分離されるとともに、撹拌用羽
根車により、トナー容器から定量補給される新たなトナ
ーと混合・撹拌され、新たな現像に備えるようになって
いる。

【０００５】上記二成分系現像剤を用いる現像装置で
は、コピーが繰返されると、現像装置内のトナーは消費
されるので、その消費量に見合った量だけトナーを補給
し、常にトナーのキャリアの混合比（トナー濃度）を一
定に保っておかないと、適正な濃度をもったコピーが行
われないので、現像装置内のトナーとキャリアの混合比
を検出し、トナー補給装置により自動的にトナーを落下
・補給するようになっている。

【０００６】従来の現像装置における現像剤撹拌手段と
しては特開昭58-194068号、同50-155235号、同52-13033
5号各公報が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】現像剤担持体に供給さ
れる現像剤中のトナー濃度は、良質の画像を得るために
極めて重要であって、安定した画像を得るためには、現
像装置内の現像剤のトナー濃度を常時、均一化し一定に
保持する必要がある。また、トナー濃度変化を濃度セン
サが検知したら、直ちに新規トナーを補給し、効率よく
速やかに現像剤中のトナー濃度を均一かつ一定濃度にす
る必要がある。

【０００８】この発明は、この要請に応えることのでき
る現像装置を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記を達成するこの発明
の現像装置は、静電潜像を形成する像担持体に対向配置
され現像剤層を形成する現像剤担持体と、現像剤を撹拌
して前記現像剤担持体に供給する第１の撹拌部材と、該
第１の撹拌部材から還流された現像剤と補給トナーを混
合撹拌して再び第１の撹拌部材に供給する第２の撹拌部
材と、前記現像剤担持体と第１の撹拌部材と第２の撹拌
部材の各回転軸を平行配置して支持する現像装置筐体
と、前記第１の撹拌部材と第２の撹拌部材との間に固設
されて前記現像装置筐体内を分室化した仕切板とから構
成した現像装置であって、前記第２の撹拌部材を、駆動
源に接続する回転軸と、該回転軸外周に一体化され現像
剤を搬送するスパイラルスクリュー部と、該スパイラル
スクリュー部に設けられ現像剤を回転軸法線方向に放出
する複数のパドル部とから構成し、前記仕切板に、前記
第２の撹拌部材のパドル部から放出された現像剤を前記
第１の撹拌部材へ流出させる流出開口部と、該第１の撹
拌部材から前記第２の撹拌部材の各パドル部の現像剤搬
送上流側にそれぞれ流入させる複数の流入開口部とを形
成し、前記第２撹拌部材による現像剤搬送と現像剤放出
と、仕切板の現像剤流出開口部と複数の流入開口部とに
よる現像剤の一方向流出入と、第１の撹拌部材による現
像剤還流とにより、複数の現像剤循環経路を形成したこ
とを特徴とするものである。

【００１０】また、本発明の現像装置における前記第２
の撹拌部材のスパイラルスクリュー部は、現像剤搬送方
向の異なる正方向スパイラルスクリュー部と、逆方向ス
パイラルスクリュー部とから成ることを特徴とする。

【００１１】さらに、本発明の現像装置における前記第
２の撹拌部材のパドル部は、前記正逆方向両スクリュー
部の境界部で現像剤集中箇所に設けた主パドル部と、上
記両スクリュー部にそれぞれ設けた複数の副パドル部と
から成ることを特徴とする。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を添付図面に基づいて説明す
る。

【００１３】図１は本発明に係る現像装置を装着した電
子写真複写機の全体構成図である。同図によって該複写
機の概略構成と機能を説明する。

【００１４】複写機本体の上面には原稿台ガラス１が設
けられている。原稿台ガラス１の面上に原稿Ｄをセット
して、原稿押え板（プラテンカバー）２で、押圧被覆し
たのち、複写開始スイッチを操作すると、露光用光源３
が原稿Ｄを相対的に露光走査して、その原稿Ｄの光像の
スリット光束Ｌが、光源３と一体をなす移動ミラーＭ１
を経て、同時に相対移動するキャリッジ４に搭載された
移動ミラーＭ２，Ｍ３を経て、撮像レンズ５により収歛
されて、更に固定ミラーＭ４を経て像担持体である感光
体ドラム６の表面に結像される。

【００１５】感光体ドラム６は接地された金属円筒の外
周面にセレンやＯＰＣ等の光導電層を形成したもので、
上記の露光走査と連動して矢印（時計）方向に回転す
る。

【００１６】感光体ドラム６の周辺には帯電極７、帯電
消去ＬＥＤ８、露光結像部９、現像装置10、転写電極1
1、分離電極12、分離爪13、クリーニング装置14、残像
消去（帯電前露光）装置15が順次配置されている。

【００１７】この感光体ドラム６は、光像が結像する以
前に、直流高電圧が印加された帯電極７によって上記光
導電層が例えば正に一様に帯電されている。この状態の
光導電層が原稿Ｄの光像を受光すると、その光を受けた
部分の導電率が高くなってその部分の帯電電荷が金属円
筒に逃げ、暗い部分には明暗の程度に応じて正の電荷が
残るようになり、これによって光導電層の面に原稿の像
に対応した静電潜像が形成される。次いで、感光体ドラ
ム６上の静電潜像は、現像装置10の現像作用を受けてト
ナー画像として可視像化される。

【００１８】可視のトナー画像を担持した感光体ドラム
６は転写部に達する。

【００１９】一方、給紙カセット20が収容された転写紙
Ｐは、第１給紙ローラ21、第２給紙ローラ22、ガイド板
を経て搬送され、第３給紙ローラ23およびストッパ24に
よって一旦停止されたのち、感光体ドラム６の回転に同
期して更に給送され感光体ドラム６の周面に達し、転写
部においてトナー画像が転写される。即ち、転写部に供
給された転写紙Ｐは、感光体ドラム６の表面に密着接触
させられ、転写電極11によりトナーと逆極性の放電を受
けてトナー画像が転写紙Ｐ上に転写される。

【００２０】トナー画像が転写された転写紙Ｐは、次に
分離電極12と分離爪13とにより感光体ドラム６の表面か
ら剥離され、更に搬送されて定着装置25に至り、ここで
加熱ローラにより加熱定着されて排紙ローラ26によって
排出され排紙トレイ27上に載置される。

【００２１】一方、転写紙Ｐを分離した感光体ドラム６
は、その表面に残留したトナーをクリーニング装置14に
よってクリーニングし、更に帯電前露光装置15によって
残留電荷を除去し、元の状態に復帰する。以後、上述し
た過程と同様の動作により次の画像形成を繰返す。

【００２２】図２は前記複写機の画像形成プロセスユニ
ットの断面図である。

【００２３】前記現像装置10は、大別して現像部100
と、トナー補給部110とから構成されている。

【００２４】現像部100のケーシング101の内部には、現
像スリーブと磁石とから成る現像ローラ102、複数枚の
撹拌羽根を有する主撹拌部材（第１の撹拌部材）103、
スパイラルスクリュー形状の補助撹拌部材（第２の撹拌
部材）104が回転可能に支持されている。また現像ロー
ラ102の上方には穂立規制板105が、補助撹拌部材104の
下方にはトナー濃度検知センサ106が設けてある。

【００２５】トナー補給部110のケーシング111の内部に
は、補給トナーを収容するトナーカートリッジ120を着
脱自在に装脱するカートリッジ収容室112と、ケーシン
グ111の底部に貯留したトナーを上方に搬出するラダー
ホイール113、ラダーチェーン114、トナー掻上げ部材11
5から成るトナー搬出手段と、トナー補給スクリュー116
およびトナー残量検知センサ117が設けられている。

【００２６】現像にあたって現像ローラ102に印加する
バイアス用高圧電流ならびにトナー濃度検知センサ10
6、トナー残留検知センサ117の各検出電流等、現像装置
10が複写機本体との間で授受される電力は、電源部およ
び制御部より供給される。

【００２７】前記の感光体ドラム６の静電潜像の形成さ
れた部分が現像部100の現像ローラ102の近接位置（現像
領域）に至ると、感光体ドラム６上の電荷保持部にトナ
ーが静電力によって吸着されトナー画像を形成する。

【００２８】複写を繰返すことにより現像部100内のト
ナー量は減少しトナー濃度が低下すると、これをトナー
濃度検知センサ106が検出し、トナー補給部110内の前記
トナー搬出手段により補給トナーは上方に搬出され、ト
ナー補給スクリュー116の回転によってケーシング111の
開口部から落下し、下方にある現像部100の補助撹拌部
材104の回転により現像剤と撹拌・搬送され、更に主撹
拌部材103により撹拌・混合され、一部は現像ローラ102
に、他の一部は補助撹拌部材104上にそれぞれ補給され
る。

【００２９】図３は本発明に係る現像部100の、図２に
おけるＡ−Ａ断面図、図４（Ａ）は仕切板の側面図、図
４（Ｂ）は補助撹拌部材の側面図、図４（Ｃ）はトナー
濃度検知センサの側面図である。

【００３０】主撹拌部材103は、複数枚の楕円板状の撹
拌翼103Ａを回転軸103Ｂに固定したもので、軸端部に固
定した歯車Ｇ１は現像ローラ102からの駆動力により歯
車Ｇ０により現像ローラ102を逆方向に回転され、現像
部100内の現像剤を混合撹拌して現像ローラ102上に現像
剤を供給する。

【００３１】補助撹拌部材104は、駆動源に接続する回
転軸104Ａと、該回転軸104Ａの外周に一体化され現像剤
を搬送するスパイラルスクリュー部と、該スパイラルス
クリュー部に設けられ、回転軸104Ａの回転時に現像剤
を回転方向に放出する複数のパドル部104ＰＡ，104Ｐ
Ｂ，104ＰＣとから構成されている。また、前記スパイ
ラルスクリュー部は、現像剤搬送方向の異なる正方向の
右スパイラルスクリュー部104Ｂと、逆方向の左スパイ
ラルスクリュー部104Ｃとから成る。これら正逆方向両
スパイラルスクリュー104Ｂ，104Ｃの駆動回転により、
現像剤は両スパイラルスクリューの境界部である中央付
近に搬送・集中される。

【００３２】前記正方向スパイラルスクリュー部104Ｂ
と逆方向スパイラルスクリュー部104Ｃとの境界部中央
付近には回転軸104Ａの軸直角方向に配置された４枚羽
根の主パドル部104ＰＡが一体に形成されている。ま
た、一方のスパイラルスクリュー部104Ｂの複数箇所
（図示４箇所）には、回転軸104Ａと軸直角をなす複数
の２枚羽根状の副パドル部104ＰＢが、他方のスパイラ
ルスクリュー部104Ｃの複数箇所（図示４箇所）には、
同様にして複数の副パドル部104ＰＣがそれぞれ一体化
されている。上記主パドル部104ＰＡ、副パドル部104Ｐ
Ｂ，104ＰＣは、回転軸104Ａの駆動回転時に、搬送され
る現像剤を回転軸直角方向（法線方向）にそれぞれ放出
する。

【００３３】補助撹拌部材104の回転軸104Ａは前記主撹
拌部材103と中間歯車Ｇ２を介して歯車Ｇ３により主撹
拌部材103と同方向に回転される。また、補助撹拌部材1
04の右スパイラルスクリュー部104Ｂは更に左方に延長
されていて、クリーニング装置14により回収されたトナ
ーがリサイクルチューブ16を経て、スクリュー端部104
Ｄに搬入される。

【００３４】上記補助撹拌部材104のほぼ中央部の主パ
ドル部104ＰＡの直下、すなわちケーシング（筐体）101
のほぼ中央部の低部に、トナー濃度検知センサ106が設
置されている。

【００３５】上記補助撹拌部材104の上方には、トナー
補給スクリュー116が適時駆動回転され、トナーカート
リッジ120内の新規トナーを適量落下し、補助撹拌部材1
04上に供給する。

【００３６】前記主撹拌部材103と補助撹拌部材104の中
間には、仕切板107が前記ケーシング101に固設され、こ
の仕切板107により、現像部100は図２に図示の左右の室
に分室化されている。

【００３７】上記仕切板107は図４（Ａ）に示すよう
に、ほぼ中央下部に大きな門型の現像剤流出用開口部10
7Ａが形成されている。前記補助撹拌部材104の主パドル
部104ＰＡおよび複数の副パドル部104ＰＢから放出され
た現像剤は、上記仕切板107の開口部107Ａを通過して主
撹拌部材103に搬送され撹拌される。

【００３８】前記仕切板107の開口部107Ａの上方には、
長方形貫通状の複数の現像剤流入用開口部107Ｂ，107Ｃ
が穿設されている。これら複数の開口部107Ｂは、何れ
も、前記補助撹拌部材104の右スパイラルスクリュー104
Ｂに設けた複数の副パドル部104ＰＢの各現像剤搬送方
向ａの上流側にそれぞれ設けてある。同様にして仕切板
107の複数の開口部107Ｃは、何れも左スパイラルスクリ
ュー104Ｃに設けた複数の副パドル部104ＰＣの現像剤搬
送方向ｂの上流側にそれぞれ設けてある。したがって主
撹拌部材103から逆流された現像剤は、仕切板107の複数
の開口部107Ｂ，107Ｃを通過して補助撹拌部材104の左
右のスパイラルスクリュー部104Ｂ，104Ｃの前記開口部
下流の副パドル部104ＰＢ，104ＰＣに流入される。

【００３９】次に、本発明の現像装置の作動について図
２，図３および図５を用いて説明する。図５は現像剤循
環状態を説明する現像装置の要部斜視図である。

【００４０】これらの図において、矢印は現像剤の移動
方向を示す。

【００４１】前記の如き構成をなす現像装置において、
駆動源からの駆動力により、現像ローラ102が、さらに
歯車Ｇ０，Ｇ１を介して主撹拌部材103が、さらにまた
歯車Ｇ２，Ｇ３を介して補助撹拌部材104がそれぞれ同
時に回転する。

【００４２】トナー補給部110のトナー補給スクリュー1
16から現像部100の右方の室に供給落下した新規トナー
は、補助撹拌部材104の互いに逆推進力を有する左右の
スクリュー部104Ｃ，104Ｂによってその両端部から矢示
ａ方向とｂ方向に向って推進され、それぞれ中央部に寄
せ集められ、この間に後述の還流現像剤と混合して搬送
され、中央部に搬送されたトナーを含む還流現像剤は主
パドル部104ＰＡによって放射状に飛散され、仕切板107
の中央部下方の現像剤流出用開口部107Ａから、図３に
示す現像部100の左方の室に送り込まれる。

【００４３】上記補助撹拌部材104の中央付近の主パド
ル部104ＰＡから仕切板107の現像剤流出用開口部107Ａ
への現像剤通過時に、主パドル部104ＰＡの下方に配置
されたトナー濃度検知センサ106は現像剤のトナー濃度
を検知する。

【００４４】上記開口部107Ａを通過した現像剤は、回
転する主撹拌部材103の撹拌翼103Ａによって現像領域か
ら還流された現像剤と混合・撹拌されて均一化されて現
像ローラ102に供給され穂立規制板105により現像剤層厚
が規制されて現像領域に搬送される。

【００４５】一方、主撹拌部材103による撹拌中に、図
３に示すｃ方向に送られた現像剤は、仕切板107の複数
の現像剤流入用開口部107Ｂを通過して再び補助撹拌部
材104に還流し、矢示ａ方向へ進む循環経路を形成す
る。

【００４６】また、主撹拌部材103のｄ方向に送られた
現像剤は撹拌後に他方の複数の現像剤流入用開口部107
Ｃを通過して再び補助撹拌部材104に還流し矢示ｂ方向
へ進む循環連絡を形成する。

【００４７】上流仕切板107の各開口部107Ｂ，107Ｃを
通過した還流現像剤および補給トナーは、補助撹拌部材
104の左右のスパイラルスクリュー部104Ｂ，104Ｃによ
りａ，ｂ両矢示方向から中央部に向って搬送され、その
間に各下流の副パドル部104ＰＢ，104ＰＣによって現像
剤の一部は回転軸法線方向に放射され、仕切板107の開
口部107Ａを通過して主撹拌部材103に流出し、残余の現
像剤および補給トナーは両スパイラルスクリュー部104
Ｂ，104Ｃによって中央部に搬送され、ここで主パドル
部104ＰＡによって放射され矢示ｃ，ｄに向って前記現
像剤循環を繰り返す。

【００４８】これらの現像剤循環経路により、新規トナ
ーと現像部100内に貯留された現像剤とは均一に混合さ
れる。また、繰り返し複写過程で現像部100内の現像剤
中のトナー濃度分布が不均一になっても、上記循環経路
により回転軸方向にも移動撹拌され均一に混合すること
ができ、それによって、複写画像にむらを生じるという
不具合は解消することができる。

【００４９】さらに、クリーニング装置14から回収され
たトナーはリサイクルチューブ16を経て回転する補助撹
拌部材104のスクリュー端部104Ｄに導入され、矢示ｃ方
向に搬送され、矢示ａ方向に搬送される現像剤と合流し
て中央付近のフィン部104Ａ、開口部107Ａを通過して、
前述のｃ→ａの左循環経路と、ｄ→ｂの右循環経路の二
つのループを形成して均一に撹拌されて現像ローラへ供
給される。

【００５０】なお、前記補助撹拌部材104のスパイラル
スクリュー部104Ｂ，104Ｃや、仕切板107の開口部107
Ａ，107Ｂ，107Ｃについては、上記実施例に限定される
ものではなく、これらの配置数、形状、寸法、位置等は
適宜選択することができる。

【００５１】

【発明の効果】本発明の現像装置においては、複数の流
入用開口部とこれに対応する複数の副パドル部により現
像剤と新規補給トナーおよびリサイクルトナーの混合撹
拌が、短いパスの複数の循環経路によって迅速かつ均一
に行われるから、現像剤の撹拌効率に優れ、現像装置ケ
ーシング内の現像剤中のトナー濃度分布が均一に保持で
きるから複写画像の画質向上に有効である。また、上記
循環経路の合流する現像剤流出用開口部および補助撹拌
部材の回転主パドル部近傍にトナー濃度検知センサを設
けることにより、トナー濃度精度の精度および応容性が
著しく向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る現像装置を備えた複写機の全体構
成図。

【図２】上記複写機の画像形成プロセスユニットの断面
図。

【図３】本発明に係る現像部のＡ−Ａ断面図。

【図４】現像部装置の補助撹拌部材と仕切板とトナー濃
度検知センサの各側面図。

【図５】本発明による現像装置の現像剤循環状態を説明
する斜視図。

【符号の説明】

６ 感光体ドラム 10 現像装置 100 現像部 101 ケーシング（筐体） 102 現像ローラ 103 主撹拌部材（第１の撹拌部材） 104 補助撹拌部材（第２の撹拌部材） 104Ａ 回転軸 104Ｂ 右スパイラルスクリュー部 104Ｃ 左スパイラルスクリュー部 104Ｄ スクリュー端部 104ＰＡ 主パドル部 104ＰＢ 副パドル部 106 トナー濃度検知センサ 107 仕切板 107Ａ 現像剤流出用開口部 107Ｂ，107Ｃ 現像剤流入用開口部 110 トナー補給部 116 トナー補給スクリュー 120 トナーカートリッジ ａ，ｂ，ｃ，ｄ 現像剤搬送方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 根本 三次 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電潜像を形成する像担持体に対向配置
   され現像剤層を形成する現像剤担持体と、現像剤を撹拌
   して前記現像剤担持体に供給する第１の撹拌部材と、該
   第１の撹拌部材から還流された現像剤と補給トナーを混
   合撹拌して再び第１の撹拌部材に供給する第２の撹拌部
   材と、前記現像剤担持体と第１の撹拌部材と第２の撹拌
   部材の各回転軸を平行配置して支持する現像装置筐体
   と、前記第１の撹拌部材と第２の撹拌部材との間に固設
   されて前記現像装置筐体内を分室化した仕切板とから構
   成した現像装置であって、前記第２の撹拌部材を、駆動
   源に接続する回転軸と、該回転軸外周に一体化され現像
   剤を搬送するスパイラルスクリュー部と、該スパイラル
   スクリュー部に設けられ現像剤を回転軸法線方向に放出
   する複数のパドル部とから構成し、前記仕切板に、前記
   第２の撹拌部材のパドル部から放出された現像剤を前記
   第１の撹拌部材へ流出させる流出開口部と、該第１の撹
   拌部材から前記第２の撹拌部材の各パドル部の現像剤搬
   送上流側にそれぞれ流入させる複数の流入開口部とを形
   成し、前記第２撹拌部材による現像剤搬送と現像剤放出
   と、仕切板の現像剤流出開口部と複数の流入開口部とに
   よる現像剤の一方向流出入と、第１の撹拌部材による現
   像剤還流とにより、複数の現像剤循環経路を形成したこ
   とを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記第２の撹拌部材のスパイラルスクリ
   ュー部が、現像剤搬送方向の異なる正方向スパイラルス
   クリュー部と、逆方向スパイラルスクリュー部とから成
   ることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 【請求項３】 前記第２の撹拌部材のパドル部が、前記
   正逆方向両スクリュー部の境界部で現像剤集中箇所に設
   けた主パドル部と、上記両スクリュー部にそれぞれ設け
   た複数の副パドル部とから成ることを特徴とする請求項
   １に記載の現像装置。