JP3057142B2

JP3057142B2 - 現像装置

Info

Publication number: JP3057142B2
Application number: JP6297056A
Authority: JP
Inventors: 栄一木戸; 敏博太田; 茂之若田; 勇飛油井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1994-11-30
Filing date: 1994-11-30
Publication date: 2000-06-26
Anticipated expiration: 2015-06-26
Also published as: JPH08152779A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録媒体上に形成され
た静電潜像を現像する現像装置にかかり、一成分系の現
像剤を現像領域へと搬送する際に、現像ローラに現像剤
を均一に塗布した状態で搬送してなる現像装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】複写機やレーザープリンタ等の電子写真
方式を利用してなる画像形成装置においては、記録媒体
である感光体に形成された静電潜像を可視像化する目的
で、着色顔料よりなるトナーを上記静電潜像に付着させ
る現像装置が備えられている。ここで、静電潜像を黒だ
けでなく、カラー化するために各色のトナーを収容して
なる現像装置を、画像形成装置本体に交換自在に設けて
いる。

【０００３】特に、現像剤であるトナーをカラー化する
には、従来では２成分系が主流となっていた。つまり、
着色顔料と樹脂とでトナーを作成する際に、磁性部材や
他の部材が混在すれば目的とする色を作り出すことはで
きない。

【０００４】そのため、一成分系のカラートナーを得よ
うとすれば、一成分系のトナーにおいては、磁性トナー
でなく、非磁性トナーとなる。このような非磁性トナー
を利用する場合には、従来の現像装置のように磁気ブラ
シ現像方式を利用できなくなる。つまり、磁力によりト
ナーを現像ローラ周面に吸着し、規制部材にて一定量の
現像剤に塗布することができない。

【０００５】そのため、特開平２−１０１４８５号公報
には、例えば図５に示すような現像装置が提案されてい
る。この図の現像装置１００は、静電潜像が形成された
感光体に対して、現像剤を一定量搬送し、静電潜像を可
視像化する現像ローラ１０１を設け、該現像ローラ１０
１を回転可能に支持してなる現像槽１０２内に一成分系
の現像剤であるトナー１０３を収納し、該トナー１０３
を現像ローラ１０１に供給し、付着させるためにトナー
を供給ローラ１０４を回転可能に設けている。さらに、
現像ローラ１０１に付着したトナーの量を一定量に均す
ために、規制部材１０５が現像ローラ１０１の周面に圧
接されている。これにより、供給ローラ１０４の凹部１
０６にてトナーが供給されると、該トナー１０３は現像
ローラ１０１との間を通過する時に現像ローラ１０１側
へ圧接され、これより現像ローラ１０１に付着し、現像
ローラ１０１の回転に従って搬送される途中で、規制部
材１０５を通過することで、一定量に均されて感光体と
対向する現像領域へと搬送される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示す従来の現像装置１００においては、現像剤であるト
ナー１０３は、現像位置へと搬送される際に、規制部材
１０５を通過する時に均一にすることは非常に困難であ
る。つまり、現像ローラ１０１の軸方向全長に渡って規
制部材１０５を均一に圧接する必要があるが、均一に圧
接するための圧力調整が非常に面倒で、均一な圧接状態
にすることが非常に困難となり、軸方向の加圧力の分布
が一定しなくなることから、トナーの付着量（塗布量）
にむらが発生する。また、規制部材１０５の現像ローラ
１０１との接触部分を平滑で均一な平面にすることが非
常に困難である。そのため、現像ローラ１０１と圧接す
る部分に凹凸が形成されると、均一塗布に問題が残る。
この場合、規制部材１０５が余りにも平滑面であると、
現像ローラ１０１の回転トルクが増すことにもなる。

【０００７】さらに、現像を規制部材１０５にてトナー
を均一に塗布できたとしても、繰り返し行うことで、ハ
ーフトーン画像や、黒ベタ画像を現像する場合に、部分
的に用紙搬送方向に沿う部分の濃度が薄く、また線幅が
徐々に細くなる傾向にある。これは、現像槽内のトナー
の残量が少なくなった場合、この傾向か顕著になる。こ
れを、さらに進めると、現像装置のトルク、特に現像ロ
ーラ１０１を回転させるトルクが増大し、現像ローラの
回転が不能、つまりロックさらる問題がでてくる。

【０００８】これは、現像を重ねるに従って、トナーを
規制する部材１０５に規制されるトナーが規制部材０５
と現像ローラ１０１との圧力により次第に規制部材１０
５に融着するためである。その結果、融着した部分が凸
面になり規制部材１０５の現像ローラ１０１との圧接面
が凹凸形状になることから、対応する現像ローラ１０１
へのトナー塗布量が、凹凸面に沿って周囲方向に凹凸と
なり、軸方向に沿って一定せずに、上述したように用紙
の搬送方向に沿って線のすじが形成されることになる。
また、融着したトナーにて現像ローラ１０１の回転トル
クが増大することにもなる。

【０００９】一方、図５に示す従来の現像装置によれ
ば、トナーが供給ローラ１０５にて供給され現像ローラ
１０１に付着させる際に、現像ローラ１０１との間を通
過し、かつトナー供給室１０７でのトナー粉圧が上昇す
ることでトナーを現像ローラ１０１へと付着させる作用
を増長させている。しかしながら、この時の供給ローラ
１０５と現像ローラ１０１との関連で供給室１０７内で
のトナー粉圧が一定しないと、トナー１０３の摩擦によ
る帯電量が安定せず、トナーの現像ローラ１０１側へト
ナー付着させる圧力が一定しないために、現像ローラ１
０１へのトナーの付着量も安定しない。

【００１０】図５に示す現像装置１００によれば、トナ
ーを供給する供給ローラ１０５に凹部１０６に残るトナ
ーを掻き取る部材１０８が、供給ローラ１０５の回転に
応じて位置が変動する。そのため、上トナー供給室１０
７の容積が変動することから、上述したようにその位置
でのトナーの粉圧は一定しない。従って、トナーの摩擦
帯電が安定しないばかりか、現像ローラ１０１へのトナ
ーの塗布量にも大きな影響を与える問題が残る。

【００１１】以上は、非磁性の一成分系のトナーの現像
ローラ１０１へと付着量について述べたが、磁性の一成
分系のトナーにおいても現像ローラ１０１に付着させる
トナーの量を一定にする必要がり、そのために規制部材
１０５が同様に現像槽に設けられている。この規制部材
１０５においても現像ローラ１０１へと圧接し、トナー
の付着量を規制するため、該規制部材１０５にトナーが
付着し、これを繰り返すと融着して、上述に説明した不
都合が同様に生じる。

【００１２】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
のであって、一成分系のトナーの現像ローラへの塗布量
を均一にし、安定した現像を可能にする。特に、本願発
明によれば、現像ローラに塗布されるトナーの量を規制
する規制部材にトナーが付着し、最終的に融着するのを
極力阻止し、均一塗布を可能にすることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の現像装置は、記
録媒体と対向するように設けられ、現像剤を搬送し現像
を行う現像ローラにトナーを付着させるために、現像槽
にトナー供給部材を設け、供給されたトナーを現像ロー
ラに付着させた後、その時の塗布量を規制する規制部材
を回転する円筒形状の規制ローラにて形成したことを特
徴とする。

【００１４】より具体的には、本発明の現像装置は、記
録媒体である感光体と対向するように設けられ、トナー
を該感光体と対向する現像領域へと搬送し、現像を行う
現像ローラにトナーを供給してなる供給部材、供給され
たトナーが現像ローラと対向する位置で一定圧になるよ
うな滞留室を形成するための塗布部材、滞留室に供給さ
れたトナーを現像ローラに付着され、その付着したトナ
ーの量を規制する回転するローラ形状の規制ローラを設
けて構成され、この規制ローラは、現像ローラの回転方
向と該現像ローラと接する位置で同一方向に回転駆動さ
れる。

【００１５】上記規制ローラの回転する周速度として
は、現像ローラの周速度より速く設定する。

【００１６】そして、上記規制ローラにおいては、導電
性部材にて形成すると同時に、接地電位に接続してい
る。

【００１７】さらに、規制ローラに付着したトナーを除
去し、付着したトナーが融着するのを阻止するために、
現像ローラへの塗布量を規制した後の規制ローラ表面に
接するクリーニング部材を設てる。

【００１８】

【作用】本発明の現像装置によれば、現像装置を構成す
る現像槽内のトナーは、供給部材の回転に従って、現像
ローラと対向する塗布領域である滞留室へと供給され
る。この供給されたトナーは、滞留室で一定圧のもとで
回転する現像ローラとの間での摩擦帯電と同時に現像ロ
ーラに効果的に付着し、塗布され、規制ローラへと至
る。

【００１９】この時、規制ローラの回転に応じて、現像
ローラに付着したトナーの塗布量が規制され、規制ロー
ラを通過した後に、トナーは現像ローラに一定量の規制
塗布された状態で、感光体である記録媒体に対向する現
像位置へと搬送される。ここで、現像ローラと規制ロー
ラとは、その接触部分においては同一方向に回転される
ため、現像ローラ表面に付着したトナーと、規制ローラ
との摩擦が少なくなり、トナーとの当接部分での発熱等
の無駄なエネルギーの消費がなされず、効率よくトナー
を規制することができる。特に規制部材がロール（円
筒）形状であるため、部分的に多少の凹凸が生じても回
転により、トナーの塗布量を均一にできる。しかも、規
制ローラ全体を現像ローラに圧接させるため、その圧接
する部分での圧接状態を均一にしやすくなる。

【００２０】特に、ローラ表面に多少の凹凸が形成され
ても、現像ローラと接する部分が常に変化するため、回
転する過程で新たな規制ローラの表面が現像ローラに対
接し、ローラに付着している不均一状態を均すように作
用する。この場合、トナーが規制ローラに付着しても、
規制ローラの回転によりトナーの付着部による凹凸が形
成されても、新たな規制面が現像ローラの対接するた
め、不均一な塗布が均される。そのためにも、規制ロー
ラの回転は、現像ローラの回転より速くし、現像ローラ
と対接する位置を常に変化させることが重要となる。

【００２１】そして、規制ローラを接地電位に接続する
ことで、帯電されたトナーが規制ローラに静電的に付着
するのを阻止できる。そのため、付着したトナーが規制
ローラに融着され、結果として規制ローラ表面に凹凸面
を形成するといった要因を無くすことになる。これによ
り、現像ローラへのトナーの塗布量を一定にすることが
可能になる。

【００２２】さらに、規制ローラに付着したトナーを現
像ローラへの塗布量の規制終了後にクリーニングする手
段を設けることで、規制ローラ表面へのトナーの付着に
よる融着を阻止でき、これによる不均一塗布の要因をな
くすこともできる。

【００２３】

【実施例】本発明の一実施例について図１ないし図３に
基づいて説明すれば、以下の通りである。

【００２４】本実施例に係る電子写真法を用いた画像形
成装置に利用される現像装置は、図１にその一例を示
す。また、図２は現像装置を構成する現像ローラと、該
現像ローラに付着するトナーの量を規制する規制部材と
の圧接状態を示す正面図、図３は本発明の現像装置を画
像形成装置であるレーザプリンタに適用した画像形成部
分の概略図である。

【００２５】本発明の現像装置は、図３に示すレーザプ
リンタにのみ限定して適用できるだけでなく、形成され
た潜像をトナーに可視像化（顕像化）する画像形成装置
の現像手段として用いることができる。

【００２６】図３において、符号１は円筒形（ドラム）
に形成された記録媒体である感光体であり、該感光体１
は画像形成時に矢印方向に一定の速度で回転駆動され
る。この感光体１の周囲には、画像を形成するための各
種装置が配置されている。

【００２７】図中２は、感光体１表面を均一に帯電する
帯電器、３は帯電後の感光体１表面に光学像を照射する
ためのレーザビーム照射装置、４は本発明における感光
体１表面に形成された静電潜像を可視像化するための現
像装置、５は現像後の画像、つまりトナー画像を適宜搬
送されてくるシート状態の用紙に転写する転写ローラ、
６は転写後に残留するトナーを感光体１表面から除去し
次の画像形成に備えるためのクリーニング装置である。

【００２８】レーザビーム照射装置３は、レーザプリン
タ全体を制御するためのマイクロコンピュータ７からの
制御信号に基づいて、外部より入力される画像情報を光
情報に変換して光学像を感光体１表面にレーザ光として
照射するものであって、制御回路８からの制御により半
導体レーザを駆動する。これにより、感光体１表面に
は、照射された光学像に応じた電荷による静電潜像が形
成される。この静電潜像に、次の現像装置４にてトナー
が付着し、現像される。この場合、トナーは、光照射さ
れた領域に付着するように、帯電の極性が設定されてい
る。

【００２９】以上のようにして形成された画像、つまり
トナー画像は、適宜搬送されてくる用紙に転写ローラへ
の電圧供給により静電転写され、この用紙が感光体１よ
り剥離され、図示しない定着装置を通過した後に画像形
成装置の外部へと搬出される。

【００３０】以上の構成の画像形成装置に用いられる現
像装置４は、図１に示すように例えば一成分系で、かつ
非磁性のトナーを感光体１と対向する現像領域へと搬送
するものである。現像装置４は、現像剤であるトナー４
０を貯蔵する現像槽４１内に、貯蔵されたトナー４０を
撹拌し搬送する撹拌部材４２、撹拌部材４２にて搬送さ
れるトナーを現像ローラへと供給する供給部材４３、感
光体１と対向する現像領域へと供給されたトナーを搬送
する現像ローラ４４、および現像ローラ４４に塗布され
るトナーの量を規制する規制ローラ４５をそれぞれ回転
可能に設けている。

【００３１】上記撹拌部材４２、供給部材４３、現像ロ
ーラ４４及び規制ローラ４５は、その回転軸が現像槽４
１を構成する側壁面に回転可能に支持されており、図２
に示す通り、現像槽４外に突出した現像ローラ４４の回
転軸４４ａの一端に固定されたいる駆動ギア４４ｂに、
駆動源であるモータからの回転力がクラッチ等の伝達手
段を介して必要に応じて伝達される。そして、規制ロー
ラ４５の回転軸４５ａには、上記駆動ギア４４ｂと噛合
う、従動ギア４５ｂが固定されており、現像ローラ４４
の回転方向と逆方向に回転される。そのため、現像ロー
ラ４４と規制ローラ４５との接触部分の領域において
は、その周面は同一方向に移動するように回転駆動され
ている。

【００３２】また、撹拌部材４２及び供給部材４３は図
に示す方向に回転されるために、現像ローラ４４の駆動
ギア４４ｂと噛合う、図示していない従動ギアを介して
伝達されている。

【００３３】さらに、現像槽４１内は、トナー４０の循
環経路を形成するために、槽内の一部を区切る仕切り部
を形成する塗布部材４６が設けら、該塗布部材４６は現
像ローラ４４と撹拌部材４２とを区分している。この塗
布部材４６は現像ローラ４４と所定の間隔ｄを隔てて配
置されており、その先端にポリ・エチレン・テレフタレ
ート（ＰＥＴ）フィルムからなる掻き取り部材４７が固
定されている。この掻き取り部材４７の先端領域は供給
部材４３周面に達しており、その先端で供給部材４３に
付着したトナーを掻き取ると共に、塗布部材４６同様に
撹拌部材４２から供給されるトナー４０と、攪拌部材４
２の領域に貯溜されているトナー４０を区分する。

【００３４】規制ローラ４５は、図２に示すように、現
像ローラ４４と一定の荷重でもって圧接されており、こ
の圧接により現像ローラ４４に付着するトナーの量が一
定の塗布量になるように規制する。この規制ローラ４５
と現像ローラ４４と塗布部材４６とで形成される部屋
は、供給部材４３にて供給されるトナーが塗布部材４６
と現像ローラ４４と対向する幅狭領域を通過して搬送さ
れるトナーを一時貯留するための滞留室４８である。ま
た、この滞留室４８に対応させて、逐次供給されてくる
トナーにより一定圧以上の荷重が加わるのを阻止するた
めに、トナーを現像槽４１の撹拌部材４２のトナー貯蔵
領域へと送り戻すための開口４９が塗布部材４５に形成
されている。以上のように、撹拌部材４２にて撹拌され
た後のトナー４０は、供給部材４３を介して、現像ロー
ラ４４と塗布部材４６との間の間隔ｄ、滞留室４８を経
由する循環経路を通過して、開口４９より現像ローラ４
４に塗布されなたっか余分がトナーが撹拌部材４２へと
循環搬送される。

【００３５】規制ローラ４５は、現像ローラ４４に一定
圧の荷重でもって加圧するために、図２に示す通り、回
転軸４５ａの両端部分をスプリング５０にて、現像ロー
ラ４４方向へと付勢している。スプリング５０は一端
が、現像槽４１に固定された取り付け部材５１に固定さ
れ、他端側が規制ローラ４５の回転軸４５ａに対接され
ており、規制ローラ４５を現像ローラ４４に加圧する。

【００３６】以上の構成の現像装置４において、撹拌部
材４２にて撹拌され搬送されるトナーは、供給部材４３
にて現像槽４１の底部の通路を通って現像ローラ４４へ
と供給される。供給部材４３にて供給されるトナー４０
は、現像ローラ４４と塗布部材４６との幅狭領域（間隔
ｄ）へと送り込まれる。この前に、供給部材４３に付着
するトナー４０は掻き取り部材４７にて掻き取られる。
そして、トナー４０は上記幅狭領域の間隔ｄを通過する
時に、加圧され現像ローラ４４へと塗布される。また、
この時に、トナー４０が圧縮されることにより、現像ロ
ーラ４４に密着して塗布されると同時に、摩擦帯電が生
じる。

【００３７】上記現像ローラ４４と塗布部材４６との幅
狭領域の間隔ｄを通過したトナー４０は滞留室４７に一
時貯蔵され、逐次供給されるトナーにて一定圧力以上に
なれば、塗布部材４６に設けられた開口４９を介して撹
拌部材４２が配置されてるトナーの貯蔵領域に戻され
る。この滞留室４７のトナー４０は、供給されるトナー
にて圧縮され、現像ローラ４４との回転による摩擦によ
り帯電される。この場合、滞留室４７は、その容積が不
変であり、供給されるトナーの量が増し、一定圧力以上
になれば、その分開口４９を介してトナーが撹拌部材４
２側へと戻されるため、安定した一定の圧力が加えられ
る。これにより、トナー４０の現像ローラ４４への塗布
量が安定すると同時に、摩擦帯電も合わせて安定する。

【００３８】一方、現像ローラ４４に塗布され付着した
トナー４０は、回転する規制ローラ４５にて、その付着
する塗布量が規制される。この場合、滞留室４８にて一
定圧に加圧されるため、現像ローラ４４に一定の厚さの
トナーが塗布される。そして、規制ローラ４５の回転に
より、更に一定のトナー層の厚さに規制され、感光体１
と対向する現像領域へと搬送される。

【００３９】この時、規制ローラ４５は、トナーの搬送
方向、つまり現像ローラ４４に回転方向と、対向部分に
おいては同一方向に回転しているため、トナーとの摩擦
が小さくなり、トナーとの接触部分での発熱等の無駄な
エネルギー消費が少なく、効率よく現像ローラ４４に塗
布されたトナー量を均一に規制することができる。そし
て、上記無駄な発熱によりトナー４０が規制ローラ４５
に融着するようなことがなくなる。

【００４０】つまり、発熱によりトナーの規制ローラ４
５に融着が阻止され、このトナーの融着により規制ロー
ラ４５表面に凹凸が形成されることはなく、均一なトナ
ーの塗布を妨げる要因を無くすことができる。かりに現
像剤であるトナーが規制ローラ４５に付着したとして
も、規制ローラ４５は、現像ローラ４４上の塗布された
トナーと常に一定の場所で対接することなく、回転する
ことでその面が常時変化するため、現像ローラ４４の周
面の全長で不均一になることなく、一部で不均一になる
だけで、現像ローラ４４の周面方向全長では、ほぼ均一
な塗布が可能となる。

【００４１】これは、規制ローラ４５が現像ローラ４４
と対向し、規制する面積が実質広くなり、塗布後のトナ
ー層をさらに規制することができ、よって現像ローラ４
４に塗布される量を、薄くより均一にできる。

【００４２】ここで、規制ローラ４５の回転速度、特に
規制ローラ４５の周面の速度（周速度）を、現像ローラ
４４の周面の速度（周速度）より速くすれば、現像ロー
ラ４４を規制した規制ローラ４５の位置が、徐々にずれ
て新たな位置が先に規制した部分を規制するため、規制
ローラ４５の部分的な凹凸面による塗布不良が生じて
も、新たな規制面での規制により、先の塗布部分が均さ
れ、均一塗布が可能になる。つまり、回転の周速度が規
制ローラ４５と現像ローラ４４とが同一であれば、規制
ローラ４５の規制する位置が現像ローラ４４より離れる
まで同一となるが、規制ローラ４５の周速度が速けれ
ば、規制した位置が回転方向に現像ローラ４４と離れる
まで変化するため、現像ローラ４４の塗布量を規制する
面積（領域）がより広くなり、部分的に塗布量の不均一
が生じても、規制ローラ４５の回転によりその不均一な
部分を均し、全面に均一に塗布できる。

【００４３】なお、規制ローラ４５の周速度を、現像ロ
ーラ４４の周速度より遅くしても、現像ローラ４４に付
着したトナー４０が規制ローラ４５にて規制され部分が
徐々に変化するため、同様の効果を得ることができる
が、規制ローラ４５の規制する面（回転周方向の領域）
は規制ローラ４５の周速度を速くするほうが大きくな
る。

【００４４】ここで、規制ローラ４５を現像ローラ４４
より速くするために、例えば図２に示すように、規制ロ
ーラ４５の回転軸４５ａに固定された従動ギア４５ｂ
と、現像ローラ４４の回転軸４４ａに固定された駆動ギ
ア４４ｂとの歯車比を適宜設定することで、両者の速度
比率を簡単に調整できる。つまり、規制ローラ４５の周
速度を速くするためには、従動ギア４５ｂの歯数を駆動
ギア４４ａのものより少なくすることで、回転速度を上
げることができ、ローラ４５周長との関係から、自在に
速度を調整できる。

【００４５】また、駆動部材により速度比率を設定する
ことなく、現像ローラ４４と規制ローラ４５とを別々の
駆動源、つまり個別に設けた駆動モータにて回転駆動す
る場合、駆動モートの回転速度を制御することで、簡単
に現像ローラ４４と規制ローラ４５との周速度を自在に
設定することができる。

【００４６】上記現像ローラ４４は、トナーが良好に塗
布されるように、かつ感光体１との間で、所望のニップ
をもって接触するように弾性変形するゴム等の部材にて
形成される。例えば現像ローラ４４の材質としては、ウ
レタン系のゴム、シリコン系ゴム、ＮＢＲ系ゴム、等の
導電性弾性部材が用いられる。また、現像ローラ４４に
用いる上述のゴムの硬度としては、アスカーＣで５０〜
９０度が好ましく、堅いと感光体１とのニップが採れ
ず、軟らか過ぎるとトナーの塗布量が一定しなくなる。
上述の材質は、使用するトナーが非磁性の一成分系であ
る場合に有効である。

【００４７】しかし、トナーが磁性の一成分系であれ
ば、現像ローラとしては、磁力によりトナーを吸着する
必要性から、上述した材質でなく、非磁性のアルミやス
テンレス等の円筒形の回転スリーブ内に、複数の磁極を
備える磁石を設けて構成される。これにより上述したよ
うに塗布部材４６等を設けることなく、磁力によりトナ
ーを回転するスリーブに付着することができ、同時に回
転規制ローラ４５により、付着したトナーを規制し、一
定の塗布量になるように制御できる。

【００４８】以下には、非磁性一成分系のトナーを利用
する場合について説明する。また、現像ローラ４４の抵
抗値は１０⁴〜１０⁸Ωｃｍのものが好ましく、１０⁶〜
１０⁷Ωｃｍのものが最適である。これは、抵抗値が低
いと帯電したトナーの電荷が放電され、この放電が生じ
ない程度の抵抗が適している。またローラに現像バイア
スを印加するために、あまり抵抗値が高いと帯電トナー
が非画像領域、つまりトナーが付着してはいけない領域
に、トナーが付着することがある。ここで、現像ローラ
４４の抵抗値が不均一であると、画像に抵抗値のバラツ
キに応じた濃淡が発生する。そのため、導電性材料をゴ
ムに分散して均一な抵抗値のものを利用することが有効
となる。特に分散される導電性材料としては、分散性の
よい材料を選択する。

【００４９】さらに、現像ローラ４４への塗布量を規制
する規制ローラ４５の材質は、耐摩耗特性の良い、例え
ばセラミックや、ガラス、あるいは樹脂等が好ましい。

【００５０】なお、現像ローラ４４へとトナー４０を供
給する供給部材４３は、正多角形のローラとしている。
これであれば、トナーを供給する面が一定となり供給量
を安定させることができる。しかし、多角形の角数が多
いと、搬送能力が低下し、少ないほうが搬送能力は上が
る。しかし、少なくし過ぎると搬送量のムラが商事好ま
しくない。そのため、４角形以上で、好ましくは５角度
以上で８角形までが良好となる。

【００５１】また、規制ローラ４５を現像ローラ４４へ
と圧接させる荷重としては、その荷重が小さいと、規制
能力が少なくなり、トナーが規制位置で吹き出すことも
ある。逆に荷重が多きければ、トナーが規制ローラ４５
側に融着されやすくなる。従って、規制ローラ４５の現
像ローラ４４への荷重は、５００〜２０００ｆｇ、好ま
しくは７００〜１２００ｇｆ程度が最適である。

【００５２】次に、本発明の実施例を幾つか挙げて本発
明が優れる点を説明する。

【００５３】（実施例１）現像ローラ４４は、直径が１
６ｍｍ、材質がウレタンゴム性で、その抵抗値を１０⁷
Ωｃｍ、かつ硬度アスカーＣが７０度のものを利用し
た。この現像ローラ４４を、感光体１と一定のニップ
（感光体と接触する周方向の長さ／幅）０．３ｍｍにな
るように配置する。この時の現像ローラ４４の回転する
ローラ４４の周速度を３２．５ｍｍ／ｓｅｃに設定す
る。

【００５４】また、現像ローラ４４に圧接する規制ロー
ラ４５は、その直径が１０ｍｍ、材質をセラミックを用
い、現像ローラ４４に８００ｇｆの荷重にて圧接させ、
回転の周速度を３５ｍｍ／ｓｅｃに設定した。この回転
の周速度としては、図２に示す通り、駆動ギア４４ｂと
従動ギア４５ａとの歯車数の比率を適宜設定して、その
速度を調整した。

【００５５】そして、本発明による現像装置と比較する
ために、比較例として規制ローラ４５が、回転すること
のない固定の角柱形状のアルミからなる規制部材を１Ｋ
ｇｆの荷重でもって本実施例と同一構造の現像ローラ４
４に加圧した。

【００５６】特に本発明のものと比較例とは、共に現像
槽４１として、図１に示すような構造であり、供給部材
４３としては、直径１５ｍｍの７角形状とし、その速度
を４０ｍｍ／ｓｅｃにした。

【００５７】下記の表１が比較例によるものであり、表
２が本発明による結果である。なお、使用トナーは非磁
性による一成分系のトナーである。

【００５８】

【表１】

【００５９】

【表２】

【００６０】以上のように、本発明による規制ローラ４
５による現像ローラ４４への塗布量が常時安定すること
が理解できる通りであり、規制ローラ４５の交換時期の
２０Ｋ（１Ｋ＝１０００枚）が、従来の規制部材の交換
時期である５Ｋに対し４倍程度延長している。そのた
め、長寿命化が可能になる。

【００６１】また、従来の角柱形状の規制部材であれ
ば、５Ｋ程度の印字枚数になれば、ハーフトーンの画像
を形成した時に、筋が形成されるため、トナーの塗布量
の周方向の均一性がなくなるもの、本発明の規制ローラ
４５によれば、２０Ｋ近くになるまでは、筋が形成され
ないため、常時均一な塗布が行われていることが明確で
ある。

【００６２】ここで、現像ローラとしては、常時トナー
の層厚を規制する規制ローラ４５と一定の荷重で圧接し
ていることから、永久歪みの少ないゴム材であることが
重要となるが、規制部材が規制ローラ４５であることか
ら、角柱形状の規制部材に比べれば、歪みの問題は解消
できる。

【００６３】（実施例２）現像ローラ４４は、直径が２
０ｍｍ、材質がシリコンゴムとし、その抵抗値を１０⁶
Ωｃｍ、かつ硬度アスカーＣが６０度のものを利用し
た。この現像ローラ４４を、感光体１との一定のニップ
幅が０．１５ｍｍになるように配置する。この時の現像
ローラ４４の回転するローラ４４の周速度を２５ｍｍ／
ｓｅｃに設定する。

【００６４】また、現像ローラ４４に圧接する規制ロー
ラ４５は、その直径が１０ｍｍ、材質を鉄を用い、現像
ローラ４４に８００ｇｆの荷重にて圧接させ、回転の周
速度を３５ｍｍに設定させる。

【００６５】さらに、図４に示す如く、現像ローラ４４
に塗布するされるトナー量を一定にした後の規制ローラ
４５に圧接され、規制ローラ４５表面に付着したトナー
を除去するウラタンスポンジからなるクリーニング部材
５２を設けた。このクリーニング部材５２を規制ローラ
４５に圧接させる荷重を５０ｇｆから２００ｇｆに設定
した。そして、トナーを供給する供給部材４３は、実施
例１と同様のものを利用した。

【００６６】以上の構成により、実施例１同様の効果を
得ることができたと同時に、規制ローラ４５に付着する
トナーをクリーニング部材５１にて除去できることか
ら、規制ローラ４５にトナーが付着し、トナーの塗布量
が不安定になることはなくなる。その結果を下記の表３
に示す。

【００６７】

【表３】

【００６８】上記表３に示した通り、規制ローラ４５に
付着するトナーの量を軽減できるため、現像ローラ４４
に塗布されるトナー量を常に一定に保持できる。また、
規制ローラの寿命をさらに延長できる効果を得ることが
できる。

【００６９】（実施例３）次に、一成分系の非磁性トナ
ーでなく、一成分系の磁性トナーを用いた場合での、実
施例を記載する。

【００７０】ここで、磁性トナーを利用することで、現
像ローラ４４としては、直径２０ｍｍのアルミからなる
円筒形状の回転スリーブの内部に、磁力が６００Ｇの３
極からなる磁石を設けて構成する。この現像ローラ４４
のスリーブと使用する感光体、例えばセレン感光体１と
のギャップを２００μｍに保持させた。この時に回転ス
リーブの周速度を５０ｍｍ／ｓｅｃに設定した。

【００７１】また、現像ローラ４４の特に回転スリーブ
と圧接される規制ローラ４５は、その直径を１０ｍｍの
アルミを実施例１同様の荷重にて現像ローラ４４に加圧
し、この時の回転周速度を５０ｍｍ／ｓｅｃに設定し
た。

【００７２】さらに、現像槽内のトナーを現像ローラ４
４へと送り込む供給ローラ４３としては直径１５ｍｍで
７角形にし、その時の回転周速度を４０ｍｍ／ｓｅｃに
設定し、トナーを供給させる。

【００７３】以上の一成分系の磁性トナーの場合におい
ても、同様に現像ローラ４４を構成する回転スリーブ表
面に塗布されるトナー量は、常時均一に塗布され、安定
した現像を臨めた。

【００７４】また、規制ローラ４５がアルミであること
から、これを接地することで、帯電したトナーが規制ロ
ーラ４５に静電的に付着することはなく、トナーが規制
ローラ４５に付着し、融着する量も軽減できた。

【００７５】ここで、現像ローラ４４と感光体１との間
には現像バイアスが印加されるが、規制ローラ４５がト
ナーを介して現像ローラ４４と接触しているため、リー
クするような問題は実験の中では確認できなかった。そ
こで規制ローラ４５を、高抵抗素子を介して接地し、リ
ークの問題を完全に解消することもできる。

【００７６】上記規制ローラ４５の材質として、アルミ
でなく、鉄、ステンレス等の金属材料にし、接地する
か、導電物質のカーボン等を内添した樹脂等でも構成で
きる。上記鉄は強磁性体であるため、磁性トナーが磁気
的に吸着することもあるので、磁性トナーの場合には、
あまり適しない。しかし、トナーが一成分系の非磁性で
あれば、規制ローラ４５を鉄にて構成してもよい。

【００７７】なお、規制ローラ４５と現像ローラ４４で
ある回転スリーブの回転周速度を同一に設定している
が、規制ローラ４５の回転速度を現像ローラのそれより
速くするか、あるいは遅くするようにすることで、トナ
ーの付着量を規制する効果、つまり均一塗布する効果は
増す。

【００７８】（実施例４）直径が２０ｍｍのウレタンの
導電性ゴムからなり、感光層が有機光導電層（ＯＰＣ）
からなる感光体１に一定のニップ０．２ｍｍでもって配
置されたなる現像ローラ４４を設ける。この時の現像ロ
ーラ４４の回転周速度を７０ｍｍ／ｓｅｃに設定する。

【００７９】また、直径が１０ｍｍでアルミからなる規
制ローラ４５を、現像ローラ４４に８００ｇｆの荷重に
て圧接させ、その回転の周速度を５０ｍｍ／ｓｅｃに設
定した。

【００８０】さらに、現像槽内のトナーを現像ローラ４
４へと送り混むための供給部材４３を、直径１５ｍｍの
７角形にし、回転する周速度を４０ｍｍ／ｓｅｃに設定
した。

【００８１】そして、上述の構成の規制ローラ４５に
は、例えば図３で示すように、電源供給手段９にて、負
に帯電される非磁性の一成分系のトナー４０の極性と同
一極性である、例えば−５００Ｖの電圧を印加した。

【００８２】以上の結果、帯電したトナー４０が規制ロ
ーラ４５に静電的に吸着されることはなくなり、トナー
が規制ローラ４５に融着することがなくなった。この場
合、感光体は、負に帯電された後に、文字や図形等の画
像部分がレーザにて照射され、レーザ光の照射領域の電
荷が放電された潜像が形成された状態において、負に帯
電されたトナーがレーザ光の照射部分に静電的に吸着す
るように、現像ローラ４４側に、図３で示す通り例えば
−３００Ｖのバイアス電圧を電源部１０を介して印加し
た。

【００８３】また、帯電したトナー４０が規制ローラ４
５を介して放電されることもなくなる。

【００８４】（実施例５）次に、現像ローラ４４にトナ
ーが塗布される時に、規制ローラ４５の回転速度との関
係を示す実施例を以下に示す。また、トナーは非磁性の
一成分系のトナーを利用した。

【００８５】そこで、現像ローラ４４は、その直径が２
０ｍｍのウレタンの導電性ゴムから構成され、この現像
ローラ４４を、感光層が有機光導電層（ＯＰＣ）からな
る感光体１にニップ０．２ｍｍになるように配置した。
この時の現像ローラ４４の回転するローラ４４の周速度
を４５ｍｍ／ｓｅｃに設定する。

【００８６】また、現像ローラ４４に圧接される規制ロ
ーラ４５は、その直径が１０ｍｍで円筒形状のアルミか
ら構成され、現像ローラ４４に８００ｇｆの荷重にて圧
接させた。この規制ローラ４５の回転する周速度を種々
変化させた時の、現像ローラ４４の塗布状況と、規制ロ
ーラ４５に付着するトナーの量について実験した。

【００８７】さらに、供給部材４３は、直径１０ｍｍで
４角形とし、その周速度を２５ｍｍ／ｓｅｃに設定し、
トナーを現像ローラ４４へと供給した。

【００８８】実験の結果、回転する規制ローラ４５の回
転の周速度は、現像ローラ４４の周速度より遅いと、ト
ナーの塗布量は安定するものの、トナーが規制ローラに
付着する度合いが増加する。しかし、規制ローラ４５の
周速度が、現像ローラ４４の周速度より速くなると、ト
ナーの塗布量は安定すると同時に、トナーが規制ローラ
４４に付着する量も少なくなる。これは、規制ローラの
回転速度が遅くなると、現像ローラ４４の回転により規
制ローラ４５側へと塗布しようとし、トナーが規制ロー
ラ側に付着するが、規制ローラの回転が速くなれば、現
像ローラ４４に付着したトナーを規制するように作用す
るためにトナーの付着量が少なくなる。

【００８９】また、規制ローラ４５の周速度を速くすれ
ば、現像ローラ４４の付着トナーが飛散され、均一塗布
の点で問題が生じるだけでなく、現像槽外にトナーが飛
散し、画像形成装置内をトナーで汚すことになる。

【００９０】そのため、規制ローラ４５の回転する周速
度としては、現像ローラ４４の周速度に対し、１．０１
〜２．０の範囲に設定することが好ましく、最適には
１．０５〜１．５の範囲が最も好ましい。

【００９１】なお、供給されるトナーは塗布部材４６と
現像ローラ４４との間を通り、滞留室４８に一時貯留し
た後、一定以上の圧力が生じると開口４９を介して撹拌
部材４２の貯蔵部分へと送り戻される。

【００９２】以上の各実施例に記載したように、一成分
系のトナーを用い、該トナーを感光体１と対向する現像
位置へと搬送する現像ローラ４４に一定量の塗布を行う
ために、規制部材である回転する規制ローラ４５を設け
ることが重要となる。

【００９３】また、この回転する規制ローラ４５にて、
現像ローラ４４に付着するトナー量を均一にするため
に、規制ローラ４５の回転方向を現像ローラ４４の回転
方向と、接触する領域において同一方向になるように設
定する。

【００９４】さらに、トナーの塗布において均一性を増
すためには、規制ローラ４５の回転する周速度を、現像
ローラ４４の周速度より遅くするか、または速くするこ
とが重要となる。また、規制ローラ４５にトナーが付着
するとトナーの現像ローラ４４の塗布量が均一になら
ず、このためにも規制ローラ４５の回転周速度を現像ロ
ーラ４４の回転周速度より速くすることが重要となる。
この場合、規制ローラ４５に付着するトナーを除去する
クリーニング手段を規制ローラ４５に、現像ローラ４４
のトナー塗布の規制を行った後に圧接するように設ける
ことも有効な方法といえる。

【００９５】なお、現像ローラ４４への塗布量を安定す
るために、供給されるトナーを現像ローラ４４へと圧接
させるための手段を設けることが有効な手段となる。そ
のために、供給されるトナーが現像ローラ４４へと至る
経路において、常時一定の圧力が加わるようすることが
有効であり、図１に示す通り、現像ローラ４４と塗布部
材４６との通過領域を一定間隔に保つことも一つの方法
であり、また規制ローラ４５にトナーの塗布量が規制さ
れるまえに、トナーを現像ローラ４４と付着させる時
に、トナーを加圧する力が一定に保たれることも有効な
方法の一手段である。そのため、塗布部材４６と規制ロ
ーラ４５さらに現像ローラ４４とで仕切られる滞留室４
８を設け、一定の圧力が加わるとトナーが現像槽４１内
の撹拌部材４２の配置位置へと戻されるように循環経路
を設けることが有効になる。

【００９６】

【発明の効果】本発明の現像装置によれば、記録媒体と
対向する現像領域へと搬送される途中で、回転する規制
ローラにて規制される前に、滞留室にて一定圧のもと現
像ローラに一定の厚さに塗布され、さらに規制ローラに
てトナーを現像ローラに均一に塗布することができる。
この時、トナーが規制ローラに付着することが阻止さ
れ、付着したトナーにて塗布量が変わることもなく、常
に現像ローラには均一に塗布されたトナーが現像領域へ
と搬送され、安定した現像を可能にできる。

【００９７】しかも、規制ローラの周速度を現像ローラ
の周速度より速くすることで、塗布量を安定すると同時
に、トナーの規制ローラへの付着をも軽減でき、規制ロ
ーラの寿命を延ばすことができる。この場合、規制ロー
ラの接地、あるいはクリーニング手段を設けてトナーの
付着により影響を極力阻止でき、トナーの塗布を常時均
一にできる効果を助長でき、規制ローラの寿命の延長を
可能にしている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による現像装置の一具体例を示す断面
図。

【図２】本発明による現像装置を構成するトナー塗布量
を規制する規制ローラを現像ローラに加圧する構成の一
例を示す正面図。

【図３】本発明の現像装置を画像形成装置のレーザビー
ムプリンタに適用した装置全体の断面図。

【図４】本発明の現像装置の他の実例を示す断面図。

【図５】従来の現像装置を示す断面図。

【符号の説明】

１感光体４現像装置４０一成分系の非磁性トナー４１現像槽４２撹拌部材４３供給部材４４現像ローラ４５規制ローラ４６塗布部材４７掻き取り部材４８スプリング４９開口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者油井勇飛大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (56)参考文献特開昭63−259580（ＪＰ，Ａ) 特開平５−35072（ＪＰ，Ａ) 特開平２−232674（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一成分系のトナーを貯蔵した現像槽内に、
トナーを記録媒体と対向する領域へと搬送する現像ロー
ラと、該現像ローラへとトナーを供給する供給部材と、
上記現像ローラに供給されたトナーの付着量を規制する
ために現像ローラへと加圧付勢された規制ローラと、上
記供給部材にて供給されるトナーが一定圧になるような
滞留室を上記現像ローラ及び規制ローラを含めて形成す
るための塗布部材とを設け、上記規制ローラを現像ローラと接触する領域において現
像ローラが回転する方向と同一方向になるように回転駆
動させるようにしたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】上記規制ローラの回転する周速度は、上記
現像ローラが回転する周速度より速く設定したことを特
徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】上記規制ローラを導電性部材にて形成し、
該規制ローラを接地したことを特徴とする請求項１また
は２記載の現像装置。
【請求項４】上記現像ローラのトナーの塗布量を規制し
た後の上記規制ローラ表面をクリーニングする部材を、
該規制ローラに圧接させて配置したことを特徴とする請
求項１記載の現像装置。
【請求項５】上記塗布部材に滞留室が一定圧になるよう
にトナーをトナー貯蔵領域へと戻す開口を形成したこと
を特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項６】上記規制ローラの回転周速度を、現像ロー
ラの回転周速度の１．０１〜２．０に設定したことを特
徴とする請求項２記載の現像装置。