JPH1063081A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現像剤に過大な力を作用させずに、補給トナ
−を現像剤中に即時に分散させて適切な帯電量を付与す
ることが可能であり、且つ現像剤収容部における現像剤
のトナ−濃度を均一化する能力の高い現像装置を提供す
る。 【構成】 トナ−とキャリアとを混合した二成分現像剤
を収容する現像剤収容部に、現像剤が循環移送される現
像剤搬送路１６が設けられている。この現像剤搬送路内
には送りねじ状の翼体を有する現像剤搬送部材１４が設
けられており、この翼体間にメッシュ状のスクリーン部
材が取り付けられている。この現像剤搬送部材１４が回
転することによって、現像剤が搬送されるとともに、メ
ッシュ状のスクリーン部材を複数回通過し、現像剤の攪
拌が行なわれるとともに、トナーとキャリアとの摩擦に
よって適切な帯電が行なわれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機、
プリンタ等の画像形成装置（画像記録装置）において用
いられる現像装置に係り、特にトナーとキャリアを混合
した二成分現像剤を用い、単色若しくは多色画像を形成
する現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機等の画像形成装置においては、静
電潜像担持体上に形成された静電潜像を現像手段によっ
て可視化し、この可視像（顕像）を記録用紙上に転写し
て画像の複写等を行うように構成されている。その際、
静電潜像担持体上に形成された静電潜像を可視化する現
像装置としては、一成分現像剤を用いるもの並びにトナ
ーとキャリアからなる二成分現像剤を用いるものがあ
り、これらのうち二成分現像剤を用いる現像装置は、現
像剤中におけるトナ−とキャリアの混合比、即ちトナ−
濃度の調節が必要であること、および現像剤攪拌機構を
装備する必要があって、装置が大型化するという課題を
有するものの、画質特性等の有用性の観点から多数提案
され、広く使用されている。

【０００３】上記の二成分現像剤を用いる現像装置にお
いて、安定した画像を得るためには、消費されたトナー
量に応じて、トナーを現像剤中に補給すること、ならび
にトナ−濃度および現像剤量を現像装置の長手方向に対
して均一化するとともにトナ−に充分な帯電量を付与す
る必要がある。このため補給トナ−と現像剤とを撹拌し
ながら、現像剤を現像装置の長手方向に循環搬送する方
法として、従来の二成分現像装置では、その回転により
現像剤を搬送する送りねじ状の現像剤搬送部材を複数個
設けて、現像剤搬送方向が互いに逆向きになるように設
定する方法、または実開昭５３−３２０２９号公報に開
示されたように、現像剤搬送部材の軸上に傾斜固定され
た変位板を設け、その回転により撹拌および循環搬送を
行う方法が提案されている。

【０００４】しかしながら、前記送りねじ状の現像剤搬
送部材は、現像装置の長手方向に現像剤を単純に循環搬
送するのみであるため、トナ−濃度を均一化する能力が
低く、また実開昭５３−３２０２９号に開示された方法
では、長手方向へ現像剤を撹拌する能力が、前記送りね
じ状の現像剤搬送部材に比べ、さらに低くなる。さら
に、現像剤中に補給されたトナ−は個々に分散した状態
ではなく、トナ−粒子が凝集した状態になっている。こ
のため補給トナ−に適切な帯電量を付与することは極め
て困難であり、凝集トナ−または低帯電トナ−が現像剤
収容部から現像剤担持体上に転移して、トナ−飛散や地
カブリが発生しやすいという問題点を有している。

【０００５】ここでトナ−飛散とは、凝集トナ−が現像
剤担持体上から静電潜像担持体上または画像形成装置内
に飛散する現象である。トナ−飛散が静電潜像上におこ
った場合には画像上の深刻な汚れが、また画像形成装置
内におこった場合には、汚染部位周辺の性能低下が惹き
起こされる。特に、地カブリおよびトナ−飛散は、単位
時間当たりのトナ−消費量が多いために補給トナ−量が
多い場合、即ち画像面積率が高い場合に顕著に発生す
る。従って、高面積率の画像形成への対応が困難である
という問題点を有している。

【０００６】このような問題点を解決するためには、ト
ナ−を現像剤中に補給後直ちに分散させることが必要で
あり、この問題を解決するための方法が提案されてお
り、たとえば、現像剤撹拌力を強化する方法、現像
剤搬送部材や現像剤撹拌ロ−ラの形状に改良を加えて現
像剤分散効果を高める方法、トナ−補給ロ−ラに薄層
ブレ−ドを当接する方法、メッシュフィルタ−を設置
する方法などがある。

【０００７】上記補給トナ−を現像剤中で分散させる方
法についてさらに説明すると、現像剤撹拌力を強化する
方法は、現像剤搬送部材の回転数を高めることによって
可能となるが、この場合、現像剤に対して強い圧縮力や
摩擦力が作用するため、現像剤の劣化が促進されるとい
う問題点を有している。

【０００８】現像剤搬送部材の形状に改良を加える方法
として、実開昭５０−５６４５号公報には、コイルばね
を巻回した現像剤撹拌ロ−ラを設けて、現像剤を該現像
剤撹拌ロ−ラの回転方向以外の方向にも移動させて、ト
ナ−とキャリアを撹拌する方法が提案されている。ま
た、特開平６−１６７８７６号公報には、送りねじ状の
現像剤搬送部材に対して垂直の複数の羽根部材を設け
て、現像剤の流れに乱流を生じさせ、混合撹拌を補助す
る方法が提案されている。

【０００９】特開平７−１３４４９９号公報には、トナ
−補給部が、トナ−補給ロ−ラと該ロ−ラに当接された
薄層ブレ−ドおよびトナ−供給ロ−ラから構成され、薄
層ブレ−ドにより、トナ−補給ロ−ラ上にトナ−が個々
に分散された薄層を形成すると同時にトナ−を帯電し、
このトナ−補給ロ−ラ上のトナ−を現像剤担持上の現像
剤と接触されることにより、トナ−補給を行う方法が提
案されている。

【００１０】メッシュフィルタ−を用いる方法として
は、実開平４−２００６４号公報に開示されているよう
に、必ずしもトナ−とキャリアとの混合撹拌を補助する
ことを目的とするものではないが、現像剤循環路中の現
像剤に埋没しない位置に、少なくともキャリア径よりも
大きい目のメッシュフィルタ−を設けて、現像剤中に混
入した異物を除去する方法が提案されている。また、特
公昭６１−５５１１０号公報には、現像装置の長手方向
に沿ってメッシュスクリ−ン部材を設けて、その網目よ
りトナ−を排出してトナ−供給を行う現像装置におい
て、該メッシュスクリ−ン部材のトナ−排出面に現像剤
流動流を作用させる方法が提案されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実開昭
５０−５６４５号公報に開示される方法では、現像剤を
現像剤攪拌ローラの軸方向に移動させる能力が、送りね
じ状の現像剤搬送部材に比べて低いために、現像装置の
長手方向に対してトナー濃度を均一化する能力が低く濃
度ムラが生じやすいという問題点を有している。また、
該均一化能力を高めるためにはコイルばねの線径を太く
する必要があり、これによると、補給トナーを現像剤中
に即時に分散させることは極めて困難となる。

【００１２】また、特開平６−１６７８７６号公報に開
示される方法では、補給された凝集トナーが垂直羽根部
材に接触する確率は低いため、補給トナーを現像剤中に
即時に分散させることは極めて困難である。また、前記
接触確率を高めるためには、垂直羽根部材の幅を広げる
か、または数を増やす必要があるが、これらの場合に
は、垂直羽根部材の部位に補給トナーが捕捉されやすい
ために、現像剤中のトナー濃度がトナー補給量に連動し
て上昇しにくく、トナー濃度の制御が極めて困難である
という問題点が生じる。また、送りねじ状の現像剤搬送
部材の周方向に対して、現像剤の環状流が発生するため
に、循環搬送能力が低下してしまうという問題点が生じ
る。

【００１３】さらに、特開平７−１３４４９９号公報に
開示される方法では、補給トナーが個々に分散した状態
であり、また補給トナーには電荷が予め付与されている
ので、高面積率の画像形成に対応可能であるという利点
を有するが、トナー補給部が複雑化し、部品点数が大幅
に増大するために、コストが極めて高くなるという問題
点を有している。さらに、薄層ブレードの経時磨耗が存
在するために、トナー補給ローラ上のトナー量およびト
ナー帯電量に変動が生じ、画質の安定性および維持性が
低いという問題点を有している。

【００１４】また、特開平７−１３４４９９号公報に開
示される方法においても、トナー濃度の均一化に対して
は、送りねじ状の現像剤搬送部材を用いているため、ト
ナー濃度均一化に関する従来の問題点は回避されていな
い。

【００１５】上記問題点を回避するためには、前述の場
合と同様に、現像剤搬送部材の回転数を高めること等に
よる攪拌力の強化が必要となる。しかしながら、この場
合には、現像剤の劣化が促進されるという問題点を有し
ている。

【００１６】実開平４−２００６４号公報に開示される
方法では、前述のように現像剤中に混入した異物を除去
する効果は期待できる。しかしながら、現像剤は、層厚
規制部材により現像剤担持体上から掻き落とされた時
に、フィルターを通過するように構成されているので、
現像装置内での現像剤循環工程において、現像剤がフィ
ルターを通過する回数は１回以下であり、極めて少な
い。従って、トナーとキャリアとの混合攪拌を補助する
効果は極めて小さい。また、実開平４−２００６４号公
報には、混合攪拌に関する補助効果については何ら記載
されてはいない。

【００１７】また、特公昭６１−５５１１０号公報に開
示される方法は、補給トナ−を現像剤中に即時に分散さ
せることが可能であるという利点を有するが、現像装置
の長手方向に対してトナ−濃度を均一化する方法につい
て何ら記載されておらず、該均一化に対しては、従来同
様の技術課題を有している。また、トナ−補給部が複雑
化し、部品点数が大幅に増大するために、コストが極め
て高くなるという問題点を有している。

【００１８】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて
なされたものであり、その目的とするところは、現像剤
に過大な力を作用させずに、補給トナーを現像剤中に即
時に分散させて適切な帯電量を付与することが可能であ
り、且つ現像剤収容部における現像剤のトナー濃度を均
一化する能力が高く、画質の安定性および維持性に優
れ、且つ安価で製作が可能な現像装置を提供することに
ある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明の請求項１に記載の現像装置は、トナーと
キャリアとからなる二成分現像剤を収容する現像剤収容
部と、表面に静電潜像が形成される像担持体に対向する
ように配置され、現像剤の薄層を担持して、像担持体と
の近接位置に搬送する現像剤担持体とを有し、現像剤担
持体と像担持体との近接位置で、現像剤担持体上の現像
剤を像担持体に転移させて、静電潜像を可視化する現像
装置において、現像剤収容部内に現像剤が通過するスク
リ−ン部材を有し、現像剤収容部内でスクリ−ン部材を
複数回通過した現像剤が、現像剤担持体に供給されるも
のとする。

【００２０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の現像装置において、前記現像剤収容部内に、前記現像
剤が循環移送される現像剤搬送路が形成され、該現像剤
搬送路に、現像剤を軸線方向に搬送する翼体を、回転軸
の周囲に備えた現像剤搬送部材が設けられ、前記スクリ
−ン部材が、前記現像剤搬送部材に固着されているもの
とする。

【００２１】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の現像装置において、前記現像剤搬送部材の翼体が、前
記回転軸の周りに送りネジ状に形成され、前記スクリ−
ン部材が、送りねじ状になった前記翼体の間に設けられ
ているものとする。

【００２２】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の現像装置において、前記現像剤収容部内に、前記現像
剤が循環移送される現像剤搬送路が形成され、該現像剤
搬送路に、現像剤を軸線方向に搬送する翼体を回転軸の
周囲に備えた現像剤搬送部材が設けられ、前記スクリ−
ン部材が、前記現像剤搬送部材の回転軸の周囲で、該回
転軸の軸線と直角方向に固定支持されているものとす
る。

【００２３】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の現像装置において、前記現像剤搬送部材の翼体が、前
記回転軸の周りに、断続した送りねじ状に形成され、前
記スクリ−ン部材が、前記翼体がとぎれた部分に支持さ
れているものとする。

【００２４】請求項１に記載の現像装置において、上記
スクリーン部材は、小さな間隙または小孔を多数有し、
この間隙また小孔を現像剤が通過するようになっている
ものであれば、様々な形態のものを用いることができ、
例えば、細い部材が小さな間隔で並列されるものや、網
目状の部材を用いることができる。また、このスクリー
ン部材は、一つだけ設けられるものであってもよいし、
複数個が設けられるものであってもよく、同じスクリー
ン部材を複数回通過した現像剤が現像剤担持体に供給さ
れるようになっていてもよいし、異なる複数のスクリー
ン部材を通過した現像剤が現像剤担持体に供給されるよ
うになっていてもよい。

【００２５】なお、請求項２に記載の現像装置におい
て、上記スクリーン部材は翼体と別途に設けてもよい
し、翼体の一部又は全部をスクリーン部材としてもよ
い。

【００２６】（作用）本願の請求項１に記載の現像装置
においては、現像剤搬送路中を搬送される現像剤はスク
リ−ン部材の小間隙または小孔を複数回通過することに
なり、この際に補給トナ−の凝集状態はスクリ−ン部材
の小間隙または小孔の大きさ以下に軽減される。また、
スクリ−ン部材の近傍において現像剤の軽微な変位が生
じるために、補給トナ−とキャリアとが接触する機会
は、スクリ−ン部材が無い場合と比べて大幅に増大す
る。

【００２７】さらに、現像剤が現像剤搬送路中でスクリ
−ン部材を複数回通過するように配置されているので、
現像剤に過大な力を作用させずに、補給トナ−を現像剤
中に即時に分散させて適切な帯電量を付加することが可
能となる。従って、単位時間当たりの補給トナ−量が多
い場合においても、地カブリおよびトナ−飛散は発生せ
ず、高面積率の画像形成に対応することができる。

【００２８】また、現像剤がスクリーン部材を通過する
のに要する時間が一様ではないため、現像剤搬送路中の
現像剤の移動速度には差が生じることになる。このた
め、現像剤搬送路の上流側と下流側とに分布した現像剤
を、効率良く攪拌することが可能となり、現像剤に過大
な力を作用させずに、現像剤収容部における現像剤のト
ナー濃度を均一化する能力を高めることができる。従っ
て、現像装置の長手方向における画像濃度ムラは発生し
ない。このことは同時に、上記現像剤の撹拌および搬送
の際、現像剤に過大な力が加わることにより惹起される
現像剤の劣化を防止することになり、現像剤の初期性能
を長期に渡り、維持することが可能である。また、現像
剤搬送路中にスクリーン部材のみを追加して設けた構成
であるため、部品点数の増加を最小に止めることがで
き、従って安価にて提供することができる。

【００２９】請求項２に記載の現像装置では、スクリ−
ン部材が現像剤搬送部材に固着され、この現像剤搬送部
材とともに回転駆動されるので、スクリ−ン部材がトナ
−と接触する機会が多く、トナ−粒子は何度もスクリ−
ン部材を通過することになって、現像剤の撹拌およびト
ナ−の帯電をより短い時間で行うことができる。

【００３０】請求項３に記載の現像装置では、現像剤搬
送部材が回転軸の周りに送りねじ状の翼体を有するもの
であり、現像剤は送りねじ状の翼体の面に押されて、翼
体間で搬送される。そして、スクリ−ン部材は、らせん
状の翼体間に設けられているので、搬送される現像剤の
ほとんどがスクリ−ン部材と接触し、これを通過して撹
拌および帯電が効率よく行われる。

【００３１】請求項４に記載の現像装置では、スクリ−
ン部材が現像剤搬送部材の回転軸の周囲で、この軸線と
ほぼ直角方向に支持されているので、現像剤搬送部材に
よって搬送される現像剤のほとんどがスクリ−ン部材を
通過し、効率よく撹拌および帯電が行われる。

【００３２】請求項５に記載の現像装置では、スクリ−
ン部材は、現像剤搬送部材の送りねじ状になった翼体が
とぎれた部分に支持されているので、スクリ−ン部材は
現像剤搬送部材の回転に干渉されることなく、現像剤の
搬送路を横切るように設置される。したがって、現像剤
搬送部材によって搬送される現像剤がこのスクリ−ン部
材を通過して搬送される。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態を
図に基づいて説明する。図１は、この発明に係る現像装
置を適用した画像記録装置の一例を示す概略図である。
この画像形成装置は、静電潜像担持体としての感光体ド
ラムを備えており、この感光体ドラム１は、導電性材料
からなる円筒部材１ａの表面に感光体層１ｂを形成した
ものである。この感光体層１ｂとしては、例えば、負帯
電の有機感光体（以下、ＯＰＣと称す）が用いられる。
上記感光体ドラム１の外径は、例えば、１００ｍｍに設
定される。

【００３４】上記感光体ドラム１の周囲には、その回転
方向に沿って、帯電器２と、露光手段３と、円筒部材か
らなる現像剤担持体１１を感光体ドラム１に対向させた
現像装置４と、転写コロトロン５と、剥離コロトロン６
と、クリーナー７と、光除電器８とが、順次配設されて
いる。この画像記録装置において、感光体ドラム１は、
図示しない駆動手段によって矢印Ａの方向に回転駆動さ
れる。この感光体ドラム１の表面は、帯電器２によって
所定の電圧に一様に帯電される。次いで、感光体ドラム
１の表面には、露光手段３により画像に対応した露光が
行われ、静電潜像が形成される。感光体ドラム１の表面
に形成された静電潜像は、現像装置４によってトナーが
選択的に転移され、顕像化される。その際、現像剤担持
体である円筒スリーブ１１には、図示しない現像バイア
ス用の電源によって現像バイアスが印加されるようにな
っている。

【００３５】このようにして感光体ドラム１上に形成さ
れたトナー像は、転写コロトロン５の帯電によって、記
録用紙９上に転写される。続いて、この記録用紙９は、
剥離コロトロン６の帯電によって感光体ドラム１の表面
から剥離され、その後、図示しない定着器へと搬送さ
れ、トナー像が記録用紙９上に定着されて画像記録は終
了する。なお、トナー像の転写および記録用紙９の剥離
工程が終了した感光体ドラム１の表面は、クリーナー７
によって残留トナーが清掃された後、光除電器８による
露光を受け、残留電荷が除電されて次の画像記録工程に
備える。

【００３６】次に、上述の画像形成工程における潜像の
形成および現像を、図２によりさらに詳述する。なお、
本例において、露光は画像部露光、現像は反転現像とし
た。トナーは負帯電で、キャリアは正帯電である。感光
体ドラム１の表面移動線速度、すなわちプロセススピー
ドは、例えば１６０ｍｍ／ｓに設定される。始めに、帯
電器２により感光体ドラム１の表面を一様に−４５０Ｖ
に帯電する［図２（ａ）］。続いて、レーザー光による
画像部露光を行い、露光部電位が−２００Ｖのネガ潜像
を形成する［図２（ｂ）］。そして、このネガ潜像を現
像装置４により現像する［図２（ｃ）］。このとき、円
筒スリーブ１１に印加される現像バイアス電圧は、直流
電圧を重畳した交流電圧であり、直流成分は地カブリの
発生を防ぐために−４００Ｖに設定されている。また、
現像バイアス電圧の交流成分は、周波数６ｋＨｚの矩形
波で、ピーク間電圧１．５ｋＶに設定されている。この
円筒スリーブ１１の表面移動線速度は、例えば３２０ｍ
ｍ／ｓに設定される。

【００３７】［第１の実施形態］上記現像工程を行う現
像装置であって、本願発明の実施の形態である現像装置
を次に説明する。図３は、請求項１、請求項２または請
求項３に記載の発明の一実施形態である現像装置の概略
構成図である。この現像装置４は、感光体ドラム１との
対向部位に現像用開口１８を設け、この現像用開口１８
に面して現像ロール１０を配設したものである。この現
像ロ−ルは、周方向に回転駆動される円筒スリ−ブ１１
と、この内側で固定支持される磁石ロ−ルとを有してお
り、現像ロール１０の外径は１８ｍｍ、感光体ドラム１
と円筒スリーブ１１との間隙は５００μｍに各々設定さ
れている。また、円筒スリーブ１１上で現像剤を担持可
能な領域は、円筒スリーブ１１の長手方向において３０
０ｍｍとした。

【００３８】上記磁石ロ−ルは、周方向に複数の磁極が
設けられ、現像ロール１０と感光体ドラム１とが最近接
する部位には磁極Ｓ２が、円筒スリ−ブ１１へ現像剤が
供給される部位には磁極Ｎ３がそれぞれ配設されてい
る。上記磁極Ｎ３の作用により円筒スリーブ１１に付着
した現像剤は、層厚規制部材１３により一定の層厚に規
制される。現像剤層が感光体ドラム１に接触するよう
に、現像剤層の層厚は、感光体ドラム１を対向させない
状態で、磁極Ｓ２上において７００μｍに設定されてい
る。円筒スリーブ１１に付着した現像剤は、円筒スリー
ブ１１の回転に伴い感光体ドラム１と対向する現像領域
へと搬送される。また、現像領域を通過した現像剤は、
磁極Ｎ２とＮ３とにより形成される反発磁界の作用によ
り、円筒スリーブ１１上から剥離されて現像剤収容部へ
と落下し、現像剤収容部に設けられた現像剤搬送部材の
作用を受けて、次の使用へと供される。

【００３９】この現像装置の後部には現像剤収容部が設
けられており、一対の現像剤搬送路により構成されてい
る。現像剤は、現像剤搬送路１６において、現像装置４
の長手方向（図３では紙面に垂直な方向）に手前側から
奥側へと搬送される。一方、現像剤搬送路１７において
は、奥側から手前側へと搬送される。現像剤搬送路の長
さは、現像装置の長手方向において３００ｍｍとした。
また、現像剤収容部の長手方向の両端部各々１５ｍｍに
は、現像剤搬送路１６と１７との間に隔壁を設けず、各
現像剤搬送路間での現像剤受渡し部とした。このように
して、現像剤は現像装置４の長手方向に対して循環搬送
される。

【００４０】現像剤搬送路１６および１７の内部には、
現像剤搬送部材１４および１５が各々設けられている。
現像剤搬送部材１４および１５の回転軸の周囲には、送
りねじ状に形成された翼体が備えられ、その回転により
現像剤を搬送する。図３において、手前側から見たネジ
部の巻方向は、現像剤搬送部材１４では右方向、現像剤
搬送部材１５では左方向である。さらに、現像剤搬送部
材１４および１５には、多数の小孔を有するスクリ−ン
部材が送りねじ状の翼体間を横切るように固着されてお
り、現像剤は、このスクリ−ン部材を数回通過した後、
現像剤担持体に供給されるようになっている。

【００４１】この現像装置では、現像剤搬送路中のスク
リーン部材として、メッシュ部材が用いられている。こ
のメッシュ部材は、ＳＵＳ３０４製の平織金網で、線径
は０．２８ｍｍ、目開きは１ｍｍで、開口率は６１％で
ある。上記メッシュ部材は、現像剤搬送部材１４および
１５双方に設けられ、現像剤受け渡し部には設置されて
いないものとした。図４に、現像剤搬送部材１４にメッ
シュ部材２２を取り付けた状態を示す。メッシュ部材２
２の幅は、ネジ部２０の外径と等しくなるように１８ｍ
ｍとした。また、メッシュ部材２２の長さは、現像剤搬
送路の長さ３００ｍｍから、上記両端部の１５ｍｍを除
いた２７０ｍｍとした。この長方形状をしたメッシュ部
材２２は、図４に示すように開口部２１に挿入され、現
像剤搬送部材１４に固定されている。

【００４２】図５は現像剤搬送部材１４の両端部の軸受
部を除いた、現像剤搬送に供される部位を示したもので
ある。図５において、１９は現像剤搬送部材の中心軸、
２０はねじ部、２１はメッシュ部材取り付け用の開口部
である。本実施例では、中心軸１９の外径は６ｍｍとし
た。また、ねじ部２０は厚さ１ｍｍの板状部材で形成さ
れ、その外径は１８ｍｍ、巻ピッチは１５ｍｍに設定さ
れている。開口部２１は、現像剤搬送に供される部位の
両端部１５ｍｍを除いて形成されている。上記の様に構
成することにより、現像剤反搬送路１６と１７内を搬送
される現像剤は、該搬送路を通過する際にメッシュ部材
を複数回通過することになる。

【００４３】（地カブリ、凝集トナ−の飛散、画像濃度
ムラに関する実験）地カブリ、凝集トナ−の飛散および
現像装置の長手方向の濃度ムラに対する本願発明の効果
を評価するため、上記現像装置とメッシュスクリ−ン部
材を設けない現像装置とを用いて比較印字実験を行っ
た。その結果を以下に説明する。この実験に用いた従来
型の現像装置は、現像剤搬送部材にメッシュ部材を設け
ないもので、その中には現像剤搬送路受け渡し部、つま
り、二つの現像剤搬送路が両端で連通する部分にメッシ
ュ部材を設けるものと、まったくメッシュ部材を設けな
いものとが含まれ、それらを区別して実験に使用した。
現像剤搬送路の受け渡し部にのみメッシュ部材を設けた
場合には、現像剤搬送路内を搬送される現像剤は、各々
の搬送路を通過する毎に、メッシュ部材を１回通過する
ことになる。なお、この実験に用いた従来型の現像装置
には、図４に示す現像剤搬送部材と外形寸法が同じで、
メッシュ部材が用いられていないものを使用している。
実験は、面積率の異なる画像をＡ４用紙で１００枚ずつ
連続して形成し、トナ−の消費量を変化させて、その画
像の状態を観察した。なお、この実験で用いた現像剤
は、次のとおりである。トナ−としては、重量平均粒径
が７μｍで、負帯電性のポリエステル系マゼンタトナ−
を使用した。キャリアとしては、球形フェライト粒子に
樹脂被覆を施した、いわゆるフェライトキャリアを使用
した。キャリアの重量平均粒径は５０μｍ、密度は４．
５ｇ／ｃ である。また、現像剤中のトナ−とキャリア
の混合比は、現像剤中のトナ−の重量比で８重量％とし
た。また、この際のトナ−の電荷量は−１５ｍＣ／ｋｇ
である。表１に実験条件を示す。現像剤搬送部材１４お
よび１５の回転数は、６０ｒｐｍ，１８０ｒｐｍの２水
準とした。

【００４４】

【表１】 また、実験時には、トナー消費量に応じて現像剤中のト
ナー量が一定となるように図示しないトナー補給部よ
り、トナー補給を行った。評価項目は、地カブリ、凝集
トナー飛散、長手方向の画像濃度ムラであり、上記１０
０枚の連続印字後に記録用紙９上で評価を行った。結果
を評価するに当たり、地カブリは限度見本を使用して、
目視にて評価を行った。目視で地カブリが確認されない
状態をＧｒａｄｅ（以下Ｇで表す）１、微量の地カブリ
はあるが実用上問題の無いレベルをＧ２、使用不能なレ
ベルをＧ３として、Ｇ１およびＧ２を○、Ｇ３を×とし
た。また、凝集トナーの飛散は、発生無しを○、発生有
りを×とした。さらに、長手方向の画像濃度ムラは反射
濃度計（商品名：Ｘ−ＲＩＴＥ３１０）を用いて、感光
体ドラムの長手方向に対応して、ベタ画像濃度を十箇所
測定し、最大濃度と最小濃度との差が０．３未満を○、
０．３以上を×とした。結果として表２を得た。総合評
価は、上記三項目に×の無いものを○、一つでも×の有
るものを×とした。

【００４５】

【表２】 表２より、現像剤搬送部材にメッシュ部材を設けること
により、地カブリや凝集トナー飛散、長手方向の画像濃
度ムラは発生しないことがわかる。これは、メッシュ部
材の使用により、補給トナーを現像剤中に即時に分散さ
せて適切な帯電量を付与することが可能となり、さら
に、現像剤中のトナー濃度を均一にする能力を高めるこ
とが可能となるためである。また、現像剤搬送部材にメ
ッシュ部材を設けた場合には、攪拌性能の向上により、
メッシュ部材無しの従来型と比べて、現像剤搬送部材の
回転数を低く設定することができる。さらに、トナー消
費量が多く即ち単位枚数当たりのトナー補給量が多い場
合においても、地カブリや凝集トナーの飛散、長手方向
の画像濃度ムラは発生していない。従って、高面積率の
画像形成に対応可能であると考えられる。一方、現像剤
搬送部材にメッシュ部材を設けずに、現像剤搬送路１６
と１７との受渡し部のみにメッシュ部材を設けた場合で
は、混合攪拌に対する補助効果は極めて小さく、現像剤
搬送部材と前記受渡し部との両方にメッシュ部材を設け
ない場合とほぼ同様の結果であった。

【００４６】（スクリ−ン部材の目開きおよび開口率の
検討）上記現像装置では、スクリーン部材としてメッシ
ュ部材を使用し、その目開きを１ｍｍとしたが、目開き
が０．２ｍｍより小さい場合には、トナーまたはキャリ
アの粗大粉や強固な凝集体等による目詰まりが発生しや
すくなるという問題点がある。また、目開きが小さくな
るに従って、現像剤がメッシュ部材を通過し難くなるた
めに現像剤の循環搬送効率は低下し、画像濃度ムラが発
生しやすくなるという問題点がある。この傾向は、特に
高速プロセスにて画像形成を行う場合に顕著となる。従
って、高速プロセスに対応するためには、目開きは０．
５ｍｍ以上であることが好ましい。一方、目開きが４ｍ
ｍより大きい場合には、凝集トナーがメッシュ部材に接
触する可能性が極めて低くなるため、凝集低減効果は低
下してしまう。また、メッシュ部材近傍における、現像
剤の微小変位による攪拌効果も低下する。さらに、補給
トナーとメッシュ部材とが接触する機会を十分に高め、
且つ現像剤の微小変位による攪拌効果を確保しながら現
像剤搬送部材の回転数を十分低く設定するためには、目
開きは２ｍｍ以下であることが好ましい。以上述べてき
たように、メッシュ部材の目開きとしては、０．２ｍｍ
以上４ｍｍ以下、特に０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下である
ことが好ましい。尚、本実施例では、メッシュ部材の開
口率を６１％としたが、開口率が低くなるに従い、現像
剤の循環搬送効率は低下する。このため、循環搬送効率
の観点から、メッシュ部材の開口率は３０％以上である
ことが好ましい。

【００４７】（長期印字による現像剤劣化に関する実
験）長期印字による現像剤劣化の効果を評価するため
に、上記メッシュスクリ−ン部材を設けた現像装置と上
記メッシュスクリ−ン部材を設けない現像装置とを用い
て、表１のおよびの条件下で長期比較印字実験を行
った。実験時には、現像剤中のトナ−重量比が７．５〜
８．５重量％になるように、補給トナ−を調整した。長
期印字実験における、背景部への地カブリおよびトナー
電荷量の推移結果を、各々図６、図７に示す。図６およ
び図７より、本発明によるメッシュ部材を設けた場合に
は、１００ｋ枚を通じて、トナー電荷量は良好に維持さ
れており、地カブリは発生しないことがわかる。一方、
比較例によるメッシュ部材を設けない従来型の場合に
は、トナー電荷量の低下が発生することがわかる。この
従来型では、トナー電荷量の低下により、２０ｋ枚にて
許容限界を超えるＧ３の地カブリが発生し、現像剤は寿
命に至った。また、長期印字実験後の現像剤の状態を調
査した結果、上記比較例による従来型の場合には、顕著
なトナー劣化およびキャリア劣化が発生していることが
確認された。上記比較例である従来型の場合には、攪拌
力を高めるために現像剤搬送部材の回転数を高めること
が必要であるが、この際に、現像剤に対して強いストレ
スが作用するため、トナー劣化およびキャリア劣化が早
期に発生する。この影響により、前出のようにトナー電
荷量の低下が発生し地カブリが発生してしまう。一方、
本発明によるメッシュ部材を設けた場合には、現像剤搬
送部材の回転数を低く設定することができるので、現像
剤に作用するストレスは極めて小さくなる。従って、現
像剤劣化を防止することができる。本発明によるメッシ
ュ部材を設けた場合には、長期印字実験後のトナーおよ
びキャリアは初期とほぼ同様な状態であり、劣化状態は
見られなかった。このように、本発明の現像装置では、
良好な画質を長期に渡り安定して維持することが可能で
ある。

【００４８】［第２の実施の形態］この実施の形態は、
現像剤搬送路に固定したスクリーン部材として、上記メ
ッシュ部材に代えて櫛歯部材２３を使用したものであ
る。櫛歯部材はＳＵＳ３０４製で、櫛歯の幅は０．５ｍ
ｍ、櫛歯間の間隙は１ｍｍとなっている。上記櫛歯部材
は、二つの現像剤搬送部材にそれぞれ設けられており、
図３および図４に示す現像装置と同様に、現像剤搬送部
材の中心軸１９にスリット状の開口部が設けられ、この
開口部２１に櫛歯部材２３が挿入され、現像剤搬送部材
１４に固定されている。現像剤搬送部材１４の外形・寸
法および現像装置の他の構成は、図３および図４に示す
ものと同様である。また、櫛歯部材２３の幅は、ねじ部
２０の外径と等しくなるように１８ｍｍとし、櫛歯部材
の取付幅は、実施例１と同様に２７０ｍｍとした。

【００４９】（地カブリ、凝集トナ−の飛散および画像
濃度ムラに関する評価）上記櫛歯部材を設けた現像剤搬
送部材が用いられた現像装置で画像記録を行ったとこ
ろ、高面積率の画像形成時においても、地カブリや凝集
トナーの飛散、長手方向の画像濃度ムラは発生しなかっ
た。これは、櫛歯部材の使用により、メッシュ部材を用
いた場合と同様に、補給トナーを現像剤中に即時に分散
させて適切な帯電量を付与することが可能であり、さら
に、現像剤中のトナー濃度を均一にする能力を高めるこ
とが可能となるためである。また、櫛歯部材を用いた場
合にも、現像剤搬送部材の回転数を低く設定することが
できる。

【００５０】（長期印字による現像剤劣化に関する評
価）上記櫛歯部材を設けた現像剤搬送部材を用いて、現
像剤搬送部材の回転数を６０ｒｐｍとし、先の実施形態
と同様な１００ｋ枚の長期印字試験を行ったところ、１
００ｋ枚を通じてトナー帯電量は良好に維持され、地カ
ブリは発生しなかった。また、実験後の現像剤に劣化状
態は見られなかった。このように、本実施形態の現像装
置では、高面積率の画像形成時においても地カブリや凝
集トナー飛散、長手方向の画像濃度ムラは発生せず、良
好な画質を長期に渡り安定して維持することが可能であ
る。

【００５１】（スクリ−ン部材の櫛歯の間隙および開口
率の検討）この現像装置では、スクリーン部材として櫛
歯部材を使用して、櫛歯の間隙を１ｍｍとしたが、前出
のメッシュ部材を使用した場合と同様の理由により、櫛
歯の間隙としては、０．２ｍｍ以上４ｍｍ以下とするこ
とができ、さらには０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下であるこ
とが好ましい。また、本実施例では、櫛歯部材の開口率
を６７％としたが、前出のメッシュ部材を使用した場合
と同様の理由により、櫛歯部材の開口率は３０％以上で
あることが好ましい。

【００５２】［第３の実施の形態］図９は、請求項４ま
たは請求項５に記載の発明の一実施形態である現像装置
を示す部分拡大断面図である。この現像装置で用いられ
る現像剤搬送部材は、送りねじ状の翼体を有するもので
あるが、複数の不連続部が設けられ、一ピッチ毎に断続
的に形成されている。この翼体が不連続となった部分に
は、２ｍｍ程度の間隔Ｘが設けられ、この部分にメッシ
ュスクリ−ン部材が設けられている。このメッシュスク
リ−ン部材は現像装置のハウジングに支持され、現像剤
搬送部材の軸線と垂直な方向に配置されている。そし
て、現像剤搬送部材の中心軸と対応する部分に切り欠き
が設けられ、この周囲を搬送される現像剤がこのメッシ
ュスクリ−ン部材の網目を通過するようになっている。
このようなメッシュスクリ−ン部材は、現像剤搬送部材
の軸線方向に１７ｍｍの感覚で複数設けられている。な
お、上記現像装置のその他の構成は図３に示す現像装置
と同じである。また、上記メッシュスクリ−ン部材に代
えて櫛歯部材を用いることもできる。

【００５３】（地カブリ、凝集トナー飛散および画像濃
度ムラに関する評価）上記メッシュスクリーン部材を現
像剤搬送路中に挿入して画像記録を行ったところ、高面
積率の画像形成時においても、地カブリや凝集トナー飛
散、長手方向の画像濃度ムラは発生しなかった。また、
同様に、櫛歯スクリーン部材を現像剤搬送路中に挿入し
て画像記録を行ったところ、上記同様の結果が得られ
た。これは、メッシュスクリーン部材、並びに櫛歯スク
リーン部材を現像剤搬送路中に挿入することにより、現
像剤搬送部材にメッシュ部材、並びに櫛歯部材を設けた
場合と同様に、補給トナーを現像剤中に即時に分散させ
て適切な帯電量を付与することが可能であり、さらに、
現像剤中のトナー濃度を均一にする能力を高めることが
可能となるためである。また、メッシュスクリーン部
材、並びに櫛歯スクリーン部材を現像剤搬送路中に挿入
することにより、現像剤搬送部材の回転数を低く設定す
ることができる。

【００５４】（長期印字による現像剤劣化に関する評
価）上記メッシュスクリーン部材、並びに櫛歯スクリー
ン部材を現像剤搬送路中に挿入し、現像剤搬送部材の回
転数を６０ｒｐｍとして、図３に示す現像装置で行った
のと同様な１００ｋ枚の長期印字試験を行ったところ、
１００ｋ枚を通じてトナー帯電量は良好に維持され、地
カブリは発生しなかった。また、実験後の現像剤に劣化
状態は見られなかった。このように、本実施形態の現像
装置では、高面積率の画像形成時においても地カブリや
凝集トナー飛散、長手方向の画像濃度ムラは発生せず、
良好な画質を長期に渡り安定して維持することが可能で
ある。

【００５５】なお、上記の実施形態では、現像剤収容部
を一対の現像剤搬送路で構成し、現像剤搬送部材とし
て、その回転により現像剤を搬送する送りねじ状の現像
剤搬送部材を使用したが、本発明はこれらに制限される
ものではなく、目的や用途に応じた任意の構成が可能で
ある。また、前記実施例では、スクリーン部材を上記送
りねじ状の現像剤搬送部材に設けるか、または、現像剤
搬送路中に挿入されるように構成したが、本発明はこれ
らに制限されるものではなく、目的や用途に応じた任意
の構成が可能である。例えば、図１０に示したように送
りねじ状の現像剤搬送部材の送りねじ部を、スクリーン
部材により構成してもよい。また、例えば、羽根車状の
現像剤搬送部材において、羽根部をスクリーン部材とし
てもよい。さらに、前記実施例では、スクリーン部材と
して、メッシュ部材並びに櫛歯部材を使用したが、本発
明はこれらに制限されるものではなく、スクリーン部材
として使用可能な任意の部材が使用可能である。さら
に、スクリーン部材としてのメッシュ部材並びに櫛歯部
材は、前記実施例に限定されるものではなく、任意の材
料および構成が使用可能である。例えば、メッシュ部材
として、前記実施例で使用したＳＵＳ３０４以外の金属
製メッシュや、ナイロン、ポリエステル等の樹脂製メッ
シュを使用してもよい。また、櫛歯部材についても同様
である。また、例えば、摩擦帯電系列において、トナー
から見てキャリア側の材料をメッシュ部材として使用す
ることや、メッシュ部材表面に塗布することにより、ト
ナーへの電荷付与を補助する機能を持たせてもよい。

【００５６】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の現像
装置では、現像剤収容部にスクリ−ン部材が設けられ、
現像剤担持体へ供給される二成分現像剤がこのスクリ−
ン部材を複数回通過した後、現像剤担持体に供給される
ため、補給トナ−を現像剤中に即時に分散させて、適切
な帯電量を付与することが可能となる。したがって、単
位時間当たりの補給トナー量が多い場合においても、地
カブリおよびトナー飛散は発生せず、高面積率の画像形
成に対応することができる。また、本発明によれば、現
像剤のスクリ−ン通過時間の差から、過大な力を作用さ
せずに現像剤を効率良く撹拌することが可能となり、現
像剤中のトナ−濃度が均一化するため、現像装置の長手
方向における画像濃度ムラの発生が抑制される。また、
上述のように現像剤に過大な力を作用させないことは、
現像剤劣化を防止することになり、現像剤の初期性能を
長期にわたり維持することができ、したがって、現像剤
撹拌搬送性能と現像剤性能とを同時に確保することが可
能となる。さらに、また、本発明によれば、現像剤搬送
路中にスクリーン部材のみを追加して設けた構成である
ため、部品点数の増加は最小限であり、従って安価にて
提供することができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の現像装置が適用される画像形成装置
の一例を示す概略構成図である。

【図２】 図１に示す画像形成装置における、潜像の形
成および現像工程を像担持体表面の電位の変化によって
示す図である。

【図３】 請求項１、請求項２または請求項３に記載の
発明の一実施形態である現像装置を示す概略構成図であ
る。

【図４】 図３に示す現像装置で用いられる現像剤搬送
部材の概略側面図である。

【図５】 図４に示す現像剤搬送部材における、メッシ
ュ部材の取り付け構造を示す概略図である。

【図６】 長期印字実験における地カブリの推移を示す
説明図である。

【図７】 長期印字実験におけるトナー電荷量の推移を
示す説明図である。

【図８】 請求項１、請求項２または請求項３に記載の
発明の、他の実施形態である現像装置で用いられる現像
剤搬送部材の概略側面図である。

【図９】 請求項４または請求項５に記載の発明の一実
施形態である現像装置を示す部分拡大断面図である。

【図１０】 請求項１または請求項２に記載の発明の、
他の実施形態である現像装置で用いられる現像剤搬送部
材の概略側面図である。

【符号の説明】

１・・・・・感光体ドラム、２・・・・・帯電器、３・
・・・・露光手段、４・・・・・現像装置、５・・・・
・転写コロトロン、６・・・・・剥離コロトロン、７・
・・・・クリーナー、８・・・・・光除電器、９・・・
・・記録用紙、１０・・・・・現像ロール、１１・・・
・・円筒スリーブ、１２・・・・・磁石ロール、１３・
・・・・層厚規制部材、１４・・・・・現像剤搬送部
材、１５・・・・・現像剤搬送部材、１６・・・・・現
像剤搬送路、１７・・・・・現像剤搬送路、１８・・・
・・現像用開口、１９・・・・・現像剤搬送部材の中心
軸、２０・・・・・翼体、２１・・・・・メッシュ部材
取り付け用の開口部、２２・・・・・メッシュ部材、２
３・・・・・櫛歯部材、４０・・・・・現像装置のハウ
ジング、４１・・・・・現像剤搬送部材、４２・・・・
・メッシュ部材、５１・・・・・現像剤搬送部材

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナーとキャリアとを含む二成分現像
   剤を収容する現像剤収容部と、 表面に静電潜像が形成される像担持体と対向するように
   配置され、前記現像剤の薄層を担持して、前記像担持体
   との近接位置に搬送する現像剤担持体とを有し、 前記現像剤担持体と像担持体との近接位置で該現像剤担
   持体上の現像剤からトナ−を像担持体に転移させて、前
   記静電潜像を可視化する現像装置において、 前記現像剤収容部内に、前記現像剤が通過するスクリー
   ン部材を有し、 該現像剤収容部内で、前記スクリーン部材を複数回通過
   した現像剤が、前記現像剤担持体に供給されるようにな
   っていることを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の現像装置において、 前記現像剤収容部内に、前記現像剤が循環移送される現
   像剤搬送路が形成され、 該現像剤搬送路に、現像剤を軸線方向に搬送する翼体
   を、回転軸の周囲に備えた現像剤搬送部材が設けられ、 前記スクリーン部材が、前記現像剤搬送部材に固着され
   ていることを特徴とする現像装置
3. 【請求項３】 請求項２に記載の現像装置において、 前記現像剤搬送部材の翼体は、前記回転軸の周りに送り
   ねじ状に形成され、 前記スクリーン部材は、送りねじ状になった前記翼体の
   間に設けられていることを特徴とする現像装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の現像装置において、 前記現像剤収容部内に、前記現像剤が循環移送される現
   像剤搬送路が形成され、 該現像剤搬送路に、現像剤を軸線方向に搬送する翼体を
   回転軸の周囲に備えた現像剤搬送部材が設けられ、 前記スクリーン部材が、前記現像剤搬送部材の回転軸の
   周囲で、該回転軸の軸線と直角方向に固定支持されてい
   ることを特徴とする現像装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の現像装置において、 前記現像剤搬送部材の翼体は、前記回転軸の周りに、断
   続した送りねじ状に形成され、 前記スクリーン部材は、前記翼体がとぎれた部分に支持
   されていることを特徴とする現像装置。