JPS58163968A - 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】 本発明は現像装置、例えば電子写真複写機等の静電記録
装置に使用される現像装置に関するものである。

この種の現像装置においては、装置の現像幅方向の一方
側又は他方側にトナー供給用のホッパーが設けられ、現
像剤中のトナー濃度又は画像濃度が低い場合にはトナー
補給信号によってトナーが上記ホッパーから供給され、
更に樋状トナー搬送部の落下孔から補給されるようにし
た方式が知られている。　ところが、搬送ガイド内のト
ナーは１〜２０ｐｔｎ程度の微粉ｉ子からなっていてそ
の流動性が良くないので、装置内の現像剤攪拌器によっ
て現像剤の一部分を搬送ガイド内へ移動若しくは搬入し
てトナーと混合させ、トナーの搬送性と上記落下孔から
の落下性とを向上させることが考えられている。　しか
しながら特にとの場合には、現像剤が装置の一方向に搬
送されるので、その分布量が方向性を以って片寄シ易く
なる。　このため、１本のスパイラルスクリーーの略下
方にこれとは逆方向に現像剤を搬送する第２のスパイラ
ルスフリス−を設け、これら一対のスパイラルスフリス
−によって現像剤を両方向へ移動させてその分布量を均
一化することが必要である。

本発明者は特に、この一対のスパイラルスクリーーを用
いる方式について検討を加えた結果、（現像装置が小型
である場合に生じがちなことであるが）補給されたトナ
ーを一方向（即ち現像幅方向）に均一に落下させるため
には上記搬送ガイド内の現像剤量（投入量）に制約を受
けることが判明した。　即ち、搬送ガイド内の現像剤量
を多くして一方側（搬送方向）への現像剤搬送量を増や
すと、その一方何のトナー濃度が高くなってしまう。　
逆に搬送ガイド内の現像剤量を少なくして一方側への現
像剤搬送量を減らすと、他方側のトナー濃度が高くなっ
てしまう。　この結果、装置内のトナー濃度分布が不均
一となシ、これがために画像に濃度ムラを生じ易い状態
となる。　　　　　　　　　）この問題を解消するには
、補給されたトナーを多量の現像剤と混合した後に搬送
ガイドから落下させたり、或いは装置の現像幅方向の攪
拌性能を向上させることが考えられる。　しかし、前者
の場合にはトナー補給の遅れ時間が一層長くなり、また
後者の場合には装置に大型でかつ複雑な攪拌器を備える
必要があって複写機の低コスト化、小型化にとって不適
当である。

従って本発明の目的は、上記した欠点をなくし、現鍬幅
方向に均一なトナー濃度が得られ、低コストで小型なも
のであっても良質の画像が実現できる現像装置を提供す
ることにある。

この目的を達成するために、本発明の現像装置によれば
、少なくともトナーからなる現像剤を現像幅に関して一
方向に搬送する第１搬送手段（例えば後述のスパイラル
スクリューとその搬送ガイド）と、この第１搬送手段の
搬送方向とは反対の方向に前記現像剤を搬送する第２搬
送手段（例えば後述のスパイラルスクリュー）とを夫々
有し、前記第１搬送手段の搬送力と前記第２搬送手段の
搬送力とが互いに異なるように構成したことを特徴とし
ている。　なお、本発明において「現像剤」とは、二成
分系現像剤であっても広義にはトナーのみを意味する場
合があシ、また狭義にはトナーとそのキャリアとの混合
物を意味している。

次に、本発明を乾式二成分系現像装置に適用した実施例
を図面について詳細に説明する。

第１図〜第３図は、本例による現像装置を示すものであ
る。　この現像装置は基本的には、固定マグネット１を
内蔵した回転式現像スリーブ２と、現像剤３の主攪拌器
４と、補給トナー搬送用の第び補助攪拌に用いられる第
２のスパイラルスクリー−６とが夫々筐体７内に設けら
れたものからなっている。

現像スリーブ２は感光体ドラム８に近接して配され、こ
のドラムとの間隙へ帯電した現像剤３（トナーとキャリ
アとの混合物）を移動させてドラム８上に静電的に吸着
させ、その静電潜像をトナー像として現像する作用をな
している。　スリーブ２上の現像剤３の厚さは固定の厚
さ規制プレード９によって決められる。　また、現像時
のトナーの脚上シを防ぐために飛散防止ローラ１０がド
ラム８と上記筐体７との間に配されている。

主攪拌器４は、その回転軸に対し斜めに固定された検数
の楕円攪拌板１１によって現像剤と補給されたトナーと
を攪拌混合しかつその軸方向へ混合物をならす機能を有
している。　そしてこれらの攪拌板１１間には、その長
径及び回転軸に沿って平板部材１２が夫々取付けられて
いるが、この平板部材は現像剤を充分に攪拌すると共に
主攪拌器の回転方向に現像剤の一部分を連行し、一点鎖
線で示した位置近傍で現像剤を上記第１のスパイラルス
ラリー−５側へ飛翔させ、例えば５ｆ／８〜５０ｆ／８
の割合で投入する働きがある。

第１のスパイラルスクリー−５は、その一端側に供給さ
れたトナーを他端方向（即ち、現像幅方向）へ搬送する
ものであるが、この搬送中にスリーブ２上の受は板（搬
送ガイド）１３のｔ′チぼ底部に形成された複数の落下
孔１４からトナーを順次落下させる。　この場合、上記
の主攪拌器４から移動若しくは搬入された一部の現像剤
と補給トナーとはスクリー−５によって良好に混合され
ながら一方向へ搬送される。　この混合物は流動性が良
好であり、シかも落下孔１４からの落下性も充分である
。　受は板としての搬送ガイド１３は、主攪拌器４から
現像剤が定量分だけ戻されるように適当な上方開口面積
を有し、主攪拌器４に対して一定の位置関係で配置され
ておシ、その形状は図示した如き樋状であるのがよい。

　まだ、上記落下孔１４はスクリー−５の搬送方向にお
いて順次拡大されていて、同方向にほぼ一様な量でトナ
ーを補給できるようになっている。　スクリュー５は、
現像幅方向において一端から他端への搬送を充分に行な
えるように、その形状、寸法、回転数が決められている
。　なお、図中の１５は、上記他端においてトナー（又
は現像剤）のオーバーフロー分を下方へ落下させるため
に長めに形成された落下孔である。　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　）搬送ガイド
５の下方に配された第２のスパイラルスクリー−６は、
筐体７内の現像剤３の深さ中に配されていて、そとでの
現像剤３ピ上記落下孔から落下してくる補給トナーとを
予備的に攪拌して主攪拌器４側へ移動させ為ものである
０　これに加えて、スクリー−６は、上記スクリー−５
により一方向へ搬送又は補給された現像剤を反対の方向
へ逆に搬送することによって、現像幅方向での現像剤分
布量（具体的にはトナー濃度分布）が片寄るのを防止し
て均一化せしめている。

スクリュー５ヘトナーを供給するには、第２図の仮想線
の如くに、ホッパー（図示せず）からのトナーを投入す
るための開口１６を有する補給箱１７内に上記スクリュ
ー５の一端と一部オーバーラップしてその上方に搬送用
スパイラルスクリー−１８を配し、このスクリュー１８
によってトナーを順次、所定量ずつ送シ、端部位置で下
方のスリーブ２上へ落下せしめるようにしているＯ　こ
の補給トナーは、上記した如くスクリー−５で一方向へ
搬送される。

装置内での現像剤の流れ方としては、上記した４つの各
回転体２．４．５．６によってコンノくクトな現像装置
であっても現像剤の流路をできるだけ長くしているので
、その攪拌性能が向上することになる。　例えば、補給
されたトナーは反時計方向に回転するスパイラルスクリ
ー−５によってガイド１３内で一次的に現像剤と混合さ
れ、落下孔１４からの落下後に時計方向に回転するスパ
イラルスクリー−６の予備攪拌で予め攪拌混合され、更
に主攪拌器４で更に充分に攪拌混合されて現像スリーブ
２上へ到達する。　また、スリーブ２上において、現像
後に残った現像剤はスリーブ２と共に移動して再び装置
内へ戻される。

本実施例による現像装置で特に注目すべきことは、装置
が小型化してもそのトナー濃度を現像幅方向で常に均一
化して性能の向上を図るべく、上記のスパイラルスクリ
ー−５とスパイラルスクリー−６との搬送力が互いに異
なるように構成していることである。　これについて、
以下に詳細に説明する。

第３図において、スクリュー５は現像剤をその一端（Ａ
とする。）から他端側（Ｂとする。）へ搬送し、この搬
送中に順次面積が拡大された落下孔１４を介して現像剤
をＢ側へ順に多く落下させるように設計されている。　
この場合、スクリーー５の回転による実質的な軸方向の
搬送量Ｑ１は、第４図に示すように、軸方向で等量の落
下分Ｑ′を全体閂から差引くと、Ｂ側へ比較的緩やかに
増えてゆく。　一方、上記落下孔１４を塞いだ場合には
第５図のように、スクリー−５による搬送量はＢ側へ向
っである一定時間後は現像剤の移動量がかなシ変化する
。　これに比べて、落下孔１４から現像剤を落下させた
場合の第４図では、Ｂ側への移動量はよシ少なくなって
いる（Ｑ、〈Ｑ′、）。

次に、下段のスクリー−６のみによって搬送した場合の
装置内の現像剤量を一定時間経過後に測従って、とのＱ
２と上記のＱｌとを１１ぼ等しく　（Ｑ□％Ｑ、）なる
ようにすれば、装置内の現像剤量Ｑは第７図の如くほぼ
均一となシ、現像剤の片寄りを防止することができる。

　上に述べたように、軸方向の現像剤搬送量Ｑ、、Ｑ、
をほぼ等しくするには、第１搬送手段の搬送力（Ｗｌ）
と第２搬送手段の搬送力（Ｗ２）を異らせることによシ
、現像剤の片寄シを防止できる。

ここで、スパイラルスクリューによる搬送力Ｗは次式で
表わせる。

Ｗ＝ＫＶＰＮ・・・・・・・・・・・・・（１）但、ｖ
：スラリー−１ピツチ分の容積（ｃｒｎｓ）Ｐニスクリ
ユーのピッチ（ｃＩｎ） Ｎ：回転数Ｃｒｐ情） Ｋ：定数 そして、スクリュー５．６による搬送量Ｑ、、Ｑ。

を互いに１１ぼ等しくするためには、各スクリーー個々
の搬送力の間には、次の関係が必要であるととが判明し
た。

Ｗ、　＞　Ｗ、・・・・・・・・・・・・・・・（２）
但、Ｗｌ：スラリー−５自体の搬送力 Ｗ２：スクリーー６自体の搬送力　　　　　　　　１従
って、この（２）式を満足するためには、上記（１）式
に基き、ＶＸＰ、Ｎの少なくとも１つについて、Ｖ３１
　）ｖ８２、Ｐ８１　）　Ｐ５　ｍ、Ｎ８１）Ｎｓ。

としてやればよいことが分る。　例えば、本実施例では
、Ｐａｌ　＝　Ｐ８２として、ｖ、ｐ又はＮを異ならせ
ることによって、上記（２）式を成立させてよい。

即ち、 ｖ８．　／Ｖ８２　）　１、Ｎ８１　／Ｎ、！　〉１又
はＰ８ｕ／ＰＢｘ）１であることが必要であシ、この比
は更に、１．２≦Ｖｓｘ　／ＶＢｚ　（ＰＪＩＩ　／　
Ｐ８ｇ　又はＮＩＨ／ＮＢ＊　）　≦３とするのが望ま
しい。　換言すれば、上記した搬送量の説明から理解さ
れるように、上記比が１よシ大きくなれば両搬送借問に
Ｑ１〜Ｑ２の関係が得られず、現像剤量が不均一となっ
てしまう。　しかし、上記比を更に上記範囲に限定する
と、よシ確実にＱ＝＝＝ｂＱ−７を達成できる。

次に、本実施例において、ＶＢｘ〉ＶＢｚとなるように
設計し、このために第８図の如く、スパイラルスクリュ
ー５又は６の１ピッチ分の容積ＶはピッチＰ１内径ｄ１
、外径ｄ、によって決まるので、ｄ□、ｄ２をスクリュ
ー５．６について同一とし、かつＰＢＸ＞Ｐｓ＊とした
。

例えば、次の各数値に設定した。

Ｐ８□＝１８ｍｍ　　（スクリュー５のピッチ）Ｐ８□
−１ｏｍｍ　　（スクリュー６のピッチ）ｄｘ　　＝　
　９　ｍｍ ｄＢ　＝　１７　ｍｍ １１Ｊ＝１３０り潅 その他の条件は次の通シであった。

搬送ガイド内径−２２ｒｎｍ 現像剤落下孔のサイズ−φ１〜φ４ 現像剤落下孔のピッチ−約５〜２０ｍｔｎ現像装置内側
長−約３４０脩ｍ 主攪拌器のサイズ＝φ４０ 現像剤：絶縁性樹脂をコーティングしたキャリア使用、
トナー濃度は８重量％以 下。

また、これと同じ現像装置において、Ｎ８□＞Ｎ８□と
し、次の数値を選択した（他は上記と同様）。

Ｎ８□＝　１３Ｏｒｐｍ ＮＢｚ　＝　９０　ｒｐｔｎ Ｐａｌ　＝　ＰＢｚ　＝　１８　ｒａｍｄ、　＝　　９
　ｍｍ ４　＝　１８　ｔｎｔｎ 以上に説明した実施例は、本発明の技術的思想に基いて
種々に変形が可能である。

例えば、上述した搬送用スパイラルスクリューの配置を
変えたシ、或いはその個数も一対だけでなく３個以上設
けることも可能である。　また、搬送手段としては上述
のスパイラルスクリュー以外も使用できるし、その駆動
方法は種々採用できる。　ガお、本発明は二成分系以外
の現像装置にも応用してよい。

本発明は、上述した如く、第１及び第２搬送手段の各搬
送力を互いに異ならせているので、両搬送手段の実動時
の搬送量をほぼ一致させ、しかもこれが逆方向となって
いることから、現像幅方向におけるトナー濃度を均一化
することができる。

これは、小型で低コストな現像装置でも実現できるため
に、それへのトナー供給量に拘らず、常にトナー濃度を
均一化して良質の画像を作成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであって、第１図は乾
式二成分系現像装置及び感光体ドラムの断面図、 第２図は第１図の一部横断平面図、 第３図は８２図のｘ−ｘｇに沿う断面図、第４図は現像
剤落下孔を開けた状態での第１のスパイラルスクリーー
の搬送量を示すグラフ、第５図は同落下孔を塞いだ状態
での第１のスパイラルスクリューの搬送量を示すグラフ
、第６図は第２のスパイラルスクリーーの搬送量を示す
グラフ、 第７図は両スパイラルスクリー−を作動させたときの全
体の搬送量を示すグラフ、 第８図はスパイラルスクリー−の搬送量を説明するだめ
の同スクリー−−の一部正面図である。 なお、図面に示された符号において、 ２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・現像スリー
ブ　　　　　　　　　　　　　　　）３・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・現像剤４・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・主撹拌器５・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・第１スハイラルスクリ
ユー６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第
２スパイラルスクリーー８・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・感光体ドラム１１・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・楕円攪拌板１２・・・・・・
−・・・・・・・・・・・・・・平板部材１３・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・受は板（搬送ガイド）
１４．１５・・・・・・・・・・・現像剤落下孔１７・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・トナー補給
箱１８・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ス
パイラルスクリューである。 代理人　弁理士　　掻板　宏 第８）図 −５９１−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくともトナーからなる現像剤を現像幅に関して
   一方向に搬送する第１搬送手段と、この第１搬送手段の
   搬送方向とは反対の方向に前記現像剤を搬送する第２搬
   送手段とを夫々有し、前記第１搬送手段の搬送力と前記
   第２搬送手段の搬送力とが互いに異なるように構成した
   ことを特徴とする現像装置。 ２、前記トナーが現像幅方向の端部において装置内に供
   給されるようにした、特許請求の範囲の第１項に記載し
   た装置。 ３、前記第１搬送手段の略下方に、これより搬送力の小
   さい前記第２搬送手段が配置されている、特許請求の範
   囲の第１項又は第２項に記載した装置。 ４、前記現像剤の攪拌手段が、前記現像剤の一部分を前
   ゛記第１搬送手段へ移動させる機能も有している、特許
   請求の範囲の第３項に記載した装置。 ５、　前記第２搬送手段が、前記現像剤を予備攪拌する
   機能も有している、特許請求の範囲の第４項に記載した
   装置。 ６、　前記第１及び第２の搬送手段がスパイラルスクリ
   、−を夫々具備している、特許請求の範囲の第１項〜第
   ５項のいずれか１項に記載した装置。 ７、　前記第１搬送手段が、前記スパイラルスクリーー
   の略下方に現像剤落下孔を有する受は板を具備している
   、特許請求の範囲の第６項に記載した装置。 ８　前記現像剤の搬送方向に沿って複数の現像剤落下孔
   が間欠的に設けられ、これらの現像剤落下孔が前記搬送
   方向に関し、下流側において、上流側よシも多量の現像
   剤を落下させ得る形状に形成されている、特許請求の範
   囲の第７項に記載した装置。