| 【発明の名称】 |
現像装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】玉井 靖高
【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地 松下電器産業株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】小型で寿命が長く、しかも濃度むらや濃度低下が防止され均一な画像を得ることのできる現像装置を提供することを目的とする。
【解決手段】内部に磁石を有し、回転して現像剤を担持搬送する現像ロール１と、現像ロール１の周囲に配置され、回転軸が現像ロール１に平行であり、現像剤２を回転軸方向に互いに逆方向に搬送するように設定された一対の攪拌部材３、４を有し、現像ロール１の回転により現像剤２が現像ロール１の回転方向に対し下流側の攪拌部材３から上流側の攪拌部材４へ搬送可能であるものである。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】磁性を有する現像剤と、内部に磁石を有し、潜像担持体上の静電潜像を現像する現像領域へ、回転して現像剤を担持搬送する現像ロールと、現像ロールの周囲に配置され、回転軸が現像ロールに平行であり、現像剤を回転軸方向に互いに逆方向に攪拌搬送するように設定された一対の攪拌部材を有し、現像ロールの回転により現像剤が現像ロールの回転方向の下流側の攪拌部材から上流側の攪拌部材へ搬送可能であることを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記下流側の攪拌部材から上流側の攪拌部材への現像剤の搬送が現像ロール軸方向の端部で行われることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】前記下流側の攪拌部材と上流側の攪拌部材とを仕切る仕切り板を設けた請求項１または２記載の現像装置。
【請求項４】現像剤は、現像ロールの磁石の磁力により、下流側攪拌部材から現像ロールへ供給され、現像ロールの回転により搬送されて規制部材により層規制され、その後、前記規制部材を通過せず残った現像剤は、上流側攪拌部材の回転により軸方向に攪拌搬送され、軸方向端部において上流側攪拌部材から下流側攪拌部材へ重力で落下し、その後、前記下流側攪拌部材により上流側攪拌部材と逆方向に攪拌搬送され、現像ロールへ供給されるように構成された、請求項1〜３のいずれかに記載の現像装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式のプリンタや複写機などの画像形成装置に使用される現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子写真方式の画像形成装置に用いられる２成分方式の現像装置としては、潜像担持体に近接もしくは接触するように配置された、内部に複数の磁極からなる固定磁石を有する、回転可能な現像ロール上にトナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤を供給して、現像ロールの回転によりこの現像剤を現像領域に搬送し、現像ロールに印加されたバイアス電圧の作用により潜像担持体上の静電潜像を現像する方式のものが一般に使用されている。
【０００３】従来例として、現像装置を図５および図６に示す。
【０００４】現像領域では、現像ロールにバイアス電圧が印加され、生じた現像電界により、帯電したトナーが潜像担持体に移動して現像される。現像されたトナーにより生じる電界は現像電界をうち消すので、現像トナー量が増加しその電界が現像電界と釣り合うと、その時点で現像が終了する。従って、帯電量の高いトナーはトナーにより生じる電界が大きいので、現像可能なトナー量が少なく、画像濃度が低くなる。逆に帯電量の低いトナーはトナーにより生じる電界が小さいので、現像可能なトナー量が多く、画像濃度が高くなる。
【０００５】現像剤のトナー帯電量は攪拌時間に応じて増加し、一定時間で一定の帯電量に飽和するが、現像剤のトナー濃度（トナーの比率）が低い現像剤は飽和したトナー帯電量が高くなるので、画像濃度が薄くなり、逆にトナー濃度の高い現像剤は、トナー帯電量が低く、画像上にトナー汚れやトナーの飛散が生じやすい。従って現像装置内で現像剤の攪拌の不足や不均一があると、トナー濃度むらや帯電むらが生じ、画像濃度むらや画像濃度変動が生じるという問題があった。
【０００６】この問題を解決する方法として、攪拌部材として一対の攪拌スクリューを設け、攪拌スクリューの回転により、回転軸方向に互いに逆向きに現像剤を攪拌搬送するものが知られている。回転軸の両端部には現像剤の受け渡し領域が設けられ、現像剤が一方の攪拌スクリューから他方の攪拌スクリューへ移動し、両攪拌スクリュー内を現像剤が循環する搬送経路が形成される。搬送経路内で現像剤が攪拌搬送され均一に攪拌かつ帯電されるので、攪拌スクリューから現像ロールに供給された現像剤によって常に画像濃度が一定かつ均一な画像が得られる。また現像されたトナーと同量のトナーが新たに搬送経路に供給され、搬送経路内の現像剤と攪拌され現像剤が一定のトナー濃度、帯電量に維持されるので、安定した画像を常に得ることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、攪拌スクリュー間の受け渡し部において現像剤がスムースに確実に移動するためには両攪拌スクリューはほぼ水平に配置する必要があり、そのため現像装置の横幅が広くなり、小型化が困難であるという問題があった。すなわち小型化のため一対の攪拌スクリューを上下に高低差を設けて配置すると、端部の受け渡し領域において低い側の攪拌スクリューから高い側の攪拌スクリューへの現像剤の移動が困難となり、現像剤の搬送、循環に支障が生じ、現像剤の偏りや詰まりが生じ、安定した現像剤の攪拌や現像ロールへの供給ができなくなってしまう。つまり一対の攪拌スクリューを高低差を設けて配置すると均一で安定した画像を得ることが困難になるという問題が生じる。
【０００８】本発明は、上記の事情に鑑み、高低差がある攪拌部材であっても、確実に現像剤の攪拌搬送ができ、小型化が容易で、しかも濃度むらや濃度変動がない均一で安定した画像を得ることのできる新規の現像装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本発明の現像装置は、磁性を有する現像剤と、内部に磁石を有し、潜像担持体上の静電潜像を現像する現像領域へ、回転して現像剤を担持搬送する現像ロールと、現像ロールの周囲に配置され、回転軸が現像ロールに平行であり、現像剤を回転軸方向に互いに逆方向に攪拌搬送するように設定された一対の攪拌部材を有し、現像ロールの回転により現像剤が現像ロール回転方向の下流側の攪拌部材から上流側の攪拌部材へ搬送可能であることを特徴とするものである。
【００１０】さらに下流側の攪拌部材から上流側の攪拌部材への現像剤の搬送が現像ロール軸方向の端部で行われることを特徴とするものである。
【００１１】また下流側の攪拌部材と上流側の攪拌部材とを仕切る仕切り板を設けたものである。
【００１２】さらに、現像剤は、現像ロールの磁石の磁力により、下流側攪拌部材から現像ロールへ供給され、現像ロールの回転により搬送されて規制部材により層規制され、その後、前記規制部材を通過せず残った現像剤は、上流側攪拌部材の回転により軸方向に攪拌搬送され、軸方向端部において上流側攪拌部材から下流側攪拌部材へ重力で落下し、その後、前記下流側攪拌部材により上流側攪拌部材と逆方向に攪拌搬送され、現像ロールへ供給されるように構成されたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１４】図１は本発明の現像装置の第一の実施形態の概略断面図である。また図２は図１に示した現像装置における攪拌部の概略構成図である。
【００１５】現像ロール１は内部に順に現像磁極Ｎ１、剥離磁極Ｓ１、汲み上げ磁極Ｓ２、搬送磁極Ｎ２、搬送磁極Ｓ３の５極の磁極を配置した固定磁石を有し、回転することによって、現像剤２を矢印Ａ方向に担持搬送する。剥離磁極Ｓ１から一定の距離を離して、剥離磁極Ｓ１と同じ極性の汲み上げ磁極Ｓ２を配置し、この間のスリーブ表面は磁界が形成されていない。現像ロール１は外径がφ１２で、表面に数μｍの凹凸を付けたアルミスリーブからなり、内部の固定磁石の磁力は現像磁極N1が９５ｍＴその他の磁極は６０ｍＴである。
【００１６】現像剤２は磁性キャリアとトナーが一定の比率で混合され、磁性キャリアは表面に樹脂コートがなされたフェライト粒子で平均粒径３５μｍ、トナーはポリエステル等からなる粒子で平均粒径７μｍである。
【００１７】現像ロール１上の現像剤２の層規制をする規制部材として、規制ブレード５が現像ロール１と０．３ｍｍの隙間を持って配置している。規制ブレード５は厚み２ｍｍのアルミからなる。
【００１８】一対の攪拌部材として外径１２ｍｍ、ピッチ１５ｍｍのスクリューを有する攪拌スクリュー３、４が、現像ロール１の周囲にかつ平行に配置し、現像ロール１の回転方向に対し攪拌スクリュー４は攪拌スクリュー３の上流側に配置している。攪拌スクリュー３、４の間には、現像ケース７と一体で構成された仕切り板８を設けている。
【００１９】仕切り板８と現像ケース７により、現像剤を攪拌搬送する搬送経路９、１０が形成される。搬送経路９、１０はそれぞれ攪拌スクリュー３、４を有し、現像ロール１に面する側は開口を有しているので現像ロール１と攪拌スクリュー３の間および現像ロール１と攪拌スクリュー４の間で現像剤が移動可能である。図示しない駆動部により攪拌スクリュー３、４が回転して搬送経路９、１０の現像剤２が回転軸方向に互いに逆向きに矢印B方向に攪拌搬送される。
【００２０】現像剤２は、現像ロール１の汲み上げ磁極Ｓ２の磁力により下流側攪拌スクリュー３から現像ロール１へ供給される。現像ロール１に供給された現像剤２は現像ロール１の回転により矢印A方向に搬送され、規制ブレード５により層規制された後、現像領域で現像される。現像領域では現像ロール１に図示しないバイアス電圧を印加し、生じた現像電界によりトナーが潜像担持体６に移動して静電潜像が現像される。その後現像剤は剥離磁極Ｓ１で現像ロール１から攪拌スクリュー３へ移動して回収され、現像に使用されない現像剤と再び混合し攪拌搬送される。
【００２１】ここで攪拌スクリュー３から現像ロール１に供給され、現像ロール１の回転により搬送されるも規制ブレード５を通過せず残った現像剤２は、規制ブレード５でせき止められ、上流側攪拌スクリュー４を有する搬送経路１０に入り（矢印C）、攪拌スクリュー４の回転により軸方向に攪拌搬送される。つまり現像剤２が現像ロール１上を移動することによって、下流側攪拌スクリュー３から上流側攪拌スクリュー４へ搬送することが可能となる。
【００２２】上流側攪拌スクリュー４の現像剤搬送方向の端部には仕切板８が無く、この場所で現像剤が上流側攪拌スクリュー４から下流側攪拌スクリュー３へ重力で落下する。そして下流側攪拌スクリュー３により現像剤２は上流側攪拌スクリュー４と逆方向に攪拌搬送され、再び現像ロール１へ供給される。従って攪拌スクリュー３、４を有する搬送経路９、１０において現像剤２が循環しながら攪拌搬送され、攪拌スクリュー３から現像ロール１へ次々に現像剤が供給されるので、安定した画像を得ることができる。
【００２３】また現像領域で現像されたトナーに見合う量のトナーが図示しないトナー濃度検知手段とトナー供給手段により新たに攪拌スクリュー３を有する搬送経路９に供給され、現像剤と混合、攪拌されるので、現像剤２のトナー濃度および帯電量が常に一定に維持される。
【００２４】なお第一の実施形態では、仕切り板８を攪拌スクリュー４の現像剤搬送方向の端部を除く、攪拌スクリュー３と攪拌スクリュー４の間に設けたが、端部以外で現像剤が攪拌スクリュー４から攪拌スクリュー３へ移動するための開口を仕切板８に設けても良いし、仕切り板８自体が無い構成であっても、下流側攪拌スクリュー３から上流側攪拌スクリュー４への現像剤の移動が可能であり、現像剤の循環搬送が実現できる。
【００２５】図３は本発明の現像装置の第二の実施形態の概略断面図である。また図４は図３に示した現像装置における攪拌部の概略構成図である。
【００２６】第二の実施形態は攪拌スクリュー４を有する搬送経路１０の現像ロール１側の開口部を軸方向の端部にのみ設けて、端部においてのみ現像剤が下流側攪拌スクリュー３から上流側攪拌スクリュー４へ移動する構成にしたものである。端部においてのみ下流側攪拌スクリュー３から上流側攪拌スクリュー４への現像剤の移動を行うことによって、現像剤２の循環、攪拌搬送が確実に行われ、より均一な攪拌が可能になり、濃度がより安定することになる。
【００２７】また第一の実施形態、第二の実施形態共に下流側攪拌スクリュー３において現像ロール１への現像剤２の供給と回収の両方を行う構成であるが、これに限らず上流側攪拌スクリュー４において供給、回収を行う構成でもよく、また上流側攪拌スクリュー４から現像剤２を現像ロール１へ供給し、下流側攪拌スクリュー３へ現像剤を回収する構成であってもよい。
【００２８】また第一の実施形態は下流側攪拌スクリュー３を有する搬送経路９へ新たなトナーを供給するものであるが、上流側攪拌スクリュー４を有する搬送経路１０へトナーを供給する構成でもよい。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の現像装置によれば、攪拌部材に高低差があっても円滑な現像剤の循環および攪拌搬送ができ、その結果、現像装置の小型化が可能で特に現像装置の横幅が小さくでき、しかも現像剤の攪拌搬送が確実に行われるので、濃度の均一な安定した画像が得られる現像装置が実現できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８２１
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地
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| 【出願日】 |
平成１４年２月１９日（２００２．２．１９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９７４４５
【弁理士】
【氏名又は名称】岩橋 文雄 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００３−２４１５１０（Ｐ２００３−２４１５１０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年８月２９日（２００３．８．２９） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−４１０６１（Ｐ２００２−４１０６１） |
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