JP2000131944A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像ローラのトナー層厚を規制する金属ロー
ラが用いられた現像装置におけるトナー漏れを防止する
ことを特徴とする。 【解決手段】 現像ローラ２１に圧接して設けられ、現
像ローラ２１に付着したトナーを薄層化する金属ローラ
２２と、金属ローラ２２に圧接して設けられ、回転する
金属ローラ２２上のトナーを掻き取るスクレーパ２４
と、金属ローラ２２の両端に圧接されるとともにスクレ
ーパ２４に食い込んで取り付けられ、金属ローラ２２お
よびスクレーパ２４の端部からのトナー漏れを防止する
第１のシール手段２６と、現像ローラ２１の外周端にお
いて金属ローラ２２よりも長くなった部分を覆うように
して取り付けられ、現像ローラ２１の端部からのトナー
漏れを防止する第２のシール手段２７とを備える。

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装置や
プリンタ等の画像形成装置において一成分現像剤を用い
て静電潜像の現像を行う現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一成分現像剤を使用した現像装置は、二
成分現像剤を使用した現像装置に比較して、現像剤（以
下、「トナー」という。）濃度の検知および制御が不要
であること、現像に際して潜像担持体へのキャリアの付
着がないので、可視像転写後にブレードで潜像担持体の
クリーニングを行っても潜像担持体の表面を傷つけるこ
とがなくクリーニングが簡単に行えること、装置の簡素
化および小型化が容易に達成できることなどの利点があ
る。

【０００３】しかしながら、一成分現像剤を使用した現
像装置は、このような利点の反面、キャリアのようにト
ナーを所定の極性に帯電させるものがないので、現像の
結果が現像ローラ上のトナーの保持状態に著しく左右さ
れるという問題がある。すなわち、良好な現像を行うに
は、現像ローラの外周面に極めて均一な厚さを有するト
ナーの薄層を形成しなければならない。

【０００４】しかし最近、一成分現像剤のようにキャリ
アを使用しなくてもトナーを帯電させるようにした現像
技術が幾つか提案されている。その技術としては、例え
ばコロナ放電器によって現像直前にトナーに対し放電を
行って帯電させる第１の技術、現像スリーブにトナーの
摩擦帯電序列より隔てた材質を使用し、トナーの回転に
より帯電させる第２の技術、トナーとトナーとの摩擦に
よって帯電させる第３の技術、トナーと感光体とが接触
したときトナーを帯電させる第４の技術、現像ローラに
押圧して設けられた摩擦帯電ブレードによって現像前に
トナーを帯電させる第５の技術、回転する金属ローラを
現像ローラに押圧してトナーを帯電させる第６の技術等
がある。

【０００５】ところで、前述した第１の技術では、コロ
ナ放電のために数ｋＶもの高電圧発生装置が必要なこ
と、トナー全体を均一に帯電させることが困難なこと、
トナーが飛散すること等の問題がある。また、第２の技
術では、トナーが現像スリーブ上を自転しなければなら
ないため非磁性のトナーには全く対応できないこと、現
像スリーブの材質の制約によるローラ加工上の問題があ
る。第３の技術では、トナーの製造が複雑であり、一方
のトナーが逆極性に帯電する可能性が高くなって画質に
悪影響を与える等の問題がある。第４の技術も現像時に
トナーを帯電させるものであるので高速での現像には適
さず、十分な帯電量が得られずさらに使用される感光体
の樹脂等に制約条件が出て、本来の感光体の性質を維持
する上で問題がある。第５の技術では、線圧が大きいた
めにトナーにストレスを与えトナーが劣化してしまうほ
か、現像ローラにも傷を付けてしまい寿命が短くなると
いう問題がある。第６の技術である金属ローラを用いた
技術については図７、図８および図９を用いて説明す
る。

【０００６】ここで、図７は従来の画像形成装置におけ
る現像装置を示す斜視図、図８は図７の現像装置の側面
図、図９は図７の現像装置の正面図である。

【０００７】図示するように、静電潜像の形成された感
光体にトナーを供給する現像ローラ２１には、現像ロー
ラ２１に付着したトナーを薄層化する金属ローラ２２
が、現像ローラ２１と回転軸を平行にして圧接して設け
られている。さらに、現像ローラ２１には、現像器から
現像ローラ２１へとトナーを供給するトナー供給ローラ
２３が、同じく現像ローラ２１と回転軸を平行にして圧
接して設けられている。そして、これら現像ローラ２
１、金属ローラ２２およびトナー供給ローラ２３は相互
に同方向に回転する。

【０００８】また、金属ローラ２２の全幅にわたって圧
接され、回転する金属ローラ２２上のトナーを掻き取る
スクレーパ２４が固定手段２５に固定されて設けられて
いる。したがって、スクレーパ２４の掻き取り長さは金
属ローラ２２の幅と同じである。

【０００９】スクレーパ２４の背面には、金属ローラ２
２およびスクレーパ２４からのトナー漏れを防止するシ
ール手段２８が取り付けられている。また、現像ローラ
２１の両端には、この現像ローラ２１の端部からのトナ
ー漏れを防止するシール手段２９が取り付けられてい
る。

【００１０】そして、このようなシール構造により、現
像装置におけるトナー漏れを防止している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の構造では、スクレーパとシール手段とを金属
ローラに食い込ませることが難しく押し当て力が弱いた
めに、トナーがシール手段をすり抜けてトナー漏れが発
生するという問題点を有している。

【００１２】そこで、本発明は、現像ローラのトナー層
厚を規制する金属ローラが用いられた現像装置における
トナー漏れを防止することのできる技術を提供すること
を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の現像装置は、感光体に形成された静電潜像
にトナーを供給して静電潜像を顕像化する現像ローラ
と、現像ローラよりも短い長さに設定されて現像ローラ
に圧接して設けられ、現像ローラに付着したトナーを薄
層化する金属ローラと、金属ローラよりも長い長さで且
つ現像ローラよりも短い長さに設定されて金属ローラに
圧接して設けられ、回転する金属ローラ上のトナーを掻
き取るスクレーパと、金属ローラの両端に圧接されると
ともにスクレーパに食い込んで取り付けられ、金属ロー
ラおよびスクレーパの端部からのトナー漏れを防止する
第１のシール手段と、現像ローラの外周端において金属
ローラよりも長くなった部分を覆うようにして取り付け
られ、現像ローラの端部からのトナー漏れを防止する第
２のシール手段とを備えた構成としたものである。

【００１４】これにより、現像ローラのトナー層厚を規
制する金属ローラが用いられた現像装置におけるトナー
漏れを防止することが可能になる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、感光体に形成された静電潜像にトナーを供給して静
電潜像を顕像化する現像ローラと、現像ローラよりも短
い長さに設定されて現像ローラに圧接して設けられ、現
像ローラに付着したトナーを薄層化する金属ローラと、
金属ローラよりも長い長さで且つ現像ローラよりも短い
長さに設定されて金属ローラに圧接して設けられ、回転
する金属ローラ上のトナーを掻き取るスクレーパと、金
属ローラの両端に圧接されるとともにスクレーパに食い
込んで取り付けられ、金属ローラおよびスクレーパの端
部からのトナー漏れを防止する第１のシール手段と、現
像ローラの外周端において金属ローラよりも長くなった
部分を覆うようにして取り付けられ、現像ローラの端部
からのトナー漏れを防止する第２のシール手段とを備え
た現像装置であり、現像ローラのトナー層厚を規制する
金属ローラが用いられた現像装置におけるトナー漏れを
防止することが可能になるという作用を有する。

【００１６】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図６を用いて説明する。なお、これらの図面におい
て同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複
した説明は省略されている。

【００１７】図１は本発明の一実施の形態である現像装
置が装着された画像形成装置を示す説明図、図２は図１
の画像形成装置に取り付けられた現像装置を含む現像ユ
ニットを示す断面図、図３は図２の現像ユニットにおけ
る現像装置を示す斜視図、図４は図３の現像装置の側面
図、図５は図３の現像装置の正面図、図６は図２の現像
ユニットを示す斜視図である。

【００１８】図１に示すように、本実施の形態の画像形
成装置には４つの画像ステーション１ａ，１ｂ，１ｃ，
１ｄが配置されている。そして、各画像ステーション１
ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは像担持体としての感光体ドラム
（感光体）２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄをそれぞれに有し、
その回りには、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの
表面を一様に帯電させる帯電手段３ａ，３ｂ，３ｃ，３
ｄ、静電潜像を顕像化する現像手段４ａ，４ｂ，４ｃ，
４ｄ、残留トナーを除去するクリーニング手段５ａ，５
ｂ，５ｃ，５ｄ、画像情報に応じた光を各々の感光体ド
ラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに照射する走査光学系の露
光手段６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ、転写手段７を構成する
中間転写ベルト（転写材）１２にトナー像を転写する転
写手段８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄがそれぞれ配置されてい
る。

【００１９】ここで、画像ステーション１ａ，１ｂ，１
ｃ，１ｄではそれぞれイエロー画像、マゼンタ画像、シ
アン画像、ブラック画像が形成され、露光手段６ａ，６
ｂ，６ｃ，６ｄからは、イエロー画像、マゼンタ画像、
シアン画像、ブラック画像に対応した露光光９ａ，９
ｂ，９ｃ，９ｄが出力される。

【００２０】各画像ステーション１ａ，１ｂ，１ｃ，１
ｄを通過する態様で、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，
２ｄの下方にはローラ１０，１１により支持された無端
ベルト状の中間転写ベルト１２が配置されており、矢印
Ａ方向へ周回動する。

【００２１】また、給紙カセット１６に収納されている
シート材１７は、給紙ローラ１８により給紙され、シー
ト材転写ローラ１９、定着手段２０を経て排紙トレー
（図示せず）に排出される。

【００２２】以上のような構成のカラー画像形成装置で
は、まず画像ステーション１ｄにおいて、帯電手段３ｄ
および露光手段６ｄ等を用いた公知の電子写真プロセス
手段により感光体ドラム２ｄ上に画像情報であるブラッ
ク成分色の潜像が形成される。その後、現像手段４ｄで
ブラックトナーを有する現像材によりブラックトナー像
として可視像化され、転写手段８ｄで中間転写ベルト１
２にブラックトナー像が転写される。

【００２３】一方、ブラックトナー像が中間転写ベルト
１２に転写されている間に、画像ステーション１ｃでシ
アン成分色の潜像が形成され、現像手段４ｃでシアント
ナーによるシアントナー像が可視像化されてこれが転写
手段８ｃにて転写され、先に中間転写ベルト１２上に転
写されたブラックトナー像と重ね合わされる。

【００２４】以下、マゼンタトナー像、イエロートナー
像についても同様にして画像形成が行われ、中間転写ベ
ルト１２上に４色のトナー像の重ね合わせが終了する
と、給紙ローラ１８により給紙カセット１６から給紙さ
れた紙等のシート材１７上にシート材転写ローラ１９に
よって４色のトナー像が一括転写搬送され、定着手段２
０で加熱定着され、シート材１７上にフルカラー画像が
得られる。

【００２５】なお、転写が終了したそれぞれの感光体ド
ラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄはクリーニング手段５ａ，
５ｂ，５ｃ，５ｄで残留トナーが除去され、引き続き行
われる次の画像形成に備えられ、印字動作は完了する。

【００２６】このような画像形成装置に取り付けられた
現像ユニットのケーシング３０には、図２および図６に
示すように、静電潜像の形成される感光体ドラム３１、
感光体ドラム３１の表面を一様に帯電する帯電手段３
３、感光体ドラム３１にトナーを供給して静電潜像を顕
像化する現像ローラ２１、現像ローラ２１と回転軸を平
行にして圧接して設けられ、現像ローラ２１に付着した
トナーを薄層化する金属ローラ２２、同じく現像ローラ
２１と回転軸を平行にして圧接して設けられ、トナーホ
ッパー３４から取り出されてアジテータ３５で撹拌され
たトナーを現像ローラ２１へ供給するトナー供給ローラ
２３が回転可能に取り付けられている。そして、現像ロ
ーラ２１、金属ローラ２２およびトナー供給ローラ２３
は相互に同方向に回転し、感光体ドラム３１はこれらと
反対方向に回転する。

【００２７】なお、現像ローラ２１とトナー供給ローラ
２３との軸間は現像ローラ２１とトナー供給ローラ２３
との半径の和よりも小さくなっている。そして、ここで
の圧接量は、０．３〜１．５ｍｍ程度である。

【００２８】ここで、現像ローラ２１は、金属シャフト
の外周上に導電性シリコンゴム等を０．５〜３ｍｍ程度
に一体成形したものからなり、その体積抵抗値は１０⁴
Ωｃｍ〜１０⁸Ωｃｍ程度に設計されている。また、金
属ローラ２２は、たとえばステンレス鋼材等で構成され
ている。トナー供給ローラ２３は、金属シャフトの外周
上にウレタンフォーム等を一体成形したものからなる。

【００２９】また、ケーシング３０には、感光体ドラム
３１の外周面をクリーニングするクリーニング手段３２
が取り付けられている。

【００３０】さらに、ケーシング３０には固定手段２５
が設けられ、この固定手段２５には、金属ローラ２２の
全幅にわたって圧接され、回転する金属ローラ２２上の
トナーを掻き取るスクレーパ２４が取り付けられてい
る。したがって、スクレーパ２４の掻き取り長さは金属
ローラ２２の幅と同じである。

【００３１】なお、スクレーパ２４は、ステンレス材や
リン青銅材等から構成されており、その肉厚は０．０３
ｍｍ〜０．１ｍｍ程度で、板バネ方式で金属ローラ２２
に押し当てられている。また、スクレーパ２４は、エッ
ジング加工やプレス加工等により形成されており、金属
ローラ２２へ当接する部分へはバリ等が出ないように配
慮されている。さらに進んで、スクレーパ２４が金属ロ
ーラ２２を傷つけないよう、金属ローラ２２は表面硬度
を上げ、また表面荒さを小さく押さえるために、メッキ
処理や熱処理を行うこともできる。このようなスクレー
パ２４は、両面テープにて固定手段２５に貼り付けられ
たり、２枚の固定手段２５でサンドイッチ状態でビス止
め固定されている。なお、固定手段２５はケーシング３
０にビス止め固定される。

【００３２】このような現像ユニットによれば、現像ロ
ーラ２１に押圧された金属ローラ２２が現像ローラ２１
上のトナー量の規制を行うとともにトナーを静電潜像と
同極性に帯電させる。ここで、金属ローラ２２の現像ロ
ーラ２１への圧接は、金属ローラ２２の端部に設けられ
た軸受け（図示せず）をケーシング３０において金属ロ
ーラ２２から現像ローラ２１へ摺動自在に配設し、金属
ローラ２２の軸受けをバネを用いて現像ローラ２１の中
心軸方向に付勢することにより行われる。

【００３３】帯電されたトナーは感光体ドラム３１上に
形成された静電潜像を形成する電荷に吸引されてこれに
付着し、静電潜像が顕像化する現像が行われる。なお、
現像ローラ２１は導電性ゴムから構成されており、現像
時において静電潜像へトナーが飛翔するように、その中
心軸に静電潜像と同極性でかつ静電潜像の電位と非画像
部の電位のほぼ中位の電位がバイアス電圧印加装置（図
示せず）により印加されている。

【００３４】現像の終了したトナーは搬送されて再びケ
ーシング３０内のトナーと混合され、新たなトナーが現
像ローラ２１上に供給される。

【００３５】図３、図４および図５において、現像装置
に設けられたスクレーパ２４は金属ローラ２２よりも長
く（たとえば１〜３ｍｍ程度長く）なっている。また、
現像ローラ２１はスクレーパ２４および金属ローラ２２
よりも長く（たとえば金属ローラ２２よりも５〜１０ｍ
ｍ程度長く）なっている。したがって、金属ローラ２２
は現像ローラ２１よりも短く、スクレーパ２４は金属ロ
ーラ２２よりも長く、現像ローラ２１よりは短く設定さ
れている。

【００３６】そして、金属ローラ２２の両端には、この
金属ローラ２２の端部からのトナー漏れを防止する第１
のシール手段２６が、ケーシング３０（図２）内に固定
されて取り付けられている。この第１のシール手段２６
の厚みは、金属ローラ２２の両端へ十分に圧接されるよ
うに、ケーシング３０と金属ローラ２２の端部との隙間
よりも厚く形成されている。さらに、第１のシール手段
２６は、スクレーパ２４の金属ローラ２２よりも長くな
った部分が食い込むように形成されている。

【００３７】また、現像ローラ２１の２箇所の外周端に
は、この現像ローラ２１の端部からのトナー漏れを防止
する第２のシール手段が、ケーシング３０内の現像ロー
ラ２１外径よりも１〜３ｍｍ程度大きく切り込まれた部
分に固定されてはめ込まれている。そして、この第２の
シール手段２７は、現像ローラ２１の金属ローラ２２よ
りも長くなった部分を覆うように取り付けられている。
なお、第２のシール手段２７の厚みは、現像ローラ２１
の外周とケーシング３０との隙間よりも０．５〜２．０
ｍｍ程度厚くなっており、現像ローラ２１に対して十分
な圧接力が確保されている。

【００３８】このような現像装置によれば、第１のシー
ル手段２６および第２のシール手段２７により金属ロー
ラ２２の端部と現像ローラ２１の端部からのトナー漏れ
が防止されるので、現像ローラ２１のトナー層厚を規制
する金属ローラ２２が用いられた現像装置におけるトナ
ー漏れを防止することが可能になる。

【００３９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、第１の
シール手段および第２のシール手段により金属ローラの
端部と現像ローラの端部からのトナー漏れが防止される
ので、現像ローラのトナー層厚を規制する金属ローラが
用いられた現像装置におけるトナー漏れを防止すること
が可能になるという有効な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である現像装置が装着さ
れた画像形成装置を示す説明図

【図２】図１の画像形成装置に取り付けられた現像装置
を含む現像ユニットを示す断面図

【図３】図２の現像ユニットにおける現像装置を示す斜
視図

【図４】図３の現像装置の側面図

【図５】図３の現像装置の正面図

【図６】図２の現像ユニットを示す斜視図

【図７】従来の画像形成装置における現像装置を示す斜
視図

【図８】図７の現像装置の側面図

【図９】図７の現像装置の正面図

【符号の説明】

２１ 現像ローラ ２２ 金属ローラ ２４ スクレーパ ２６ 第１のシール手段 ２７ 第２のシール手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体に形成された静電潜像にトナーを供
   給して前記静電潜像を顕像化する現像ローラと、 前記現像ローラよりも短い長さに設定されて前記現像ロ
   ーラに圧接して設けられ、前記現像ローラに付着したト
   ナーを薄層化する金属ローラと、 前記金属ローラよりも長い長さで且つ前記現像ローラよ
   りも短い長さに設定されて前記金属ローラに圧接して設
   けられ、回転する前記金属ローラ上のトナーを掻き取る
   スクレーパと、 前記金属ローラの両端に圧接されるとともに前記スクレ
   ーパに食い込んで取り付けられ、前記金属ローラおよび
   前記スクレーパの端部からのトナー漏れを防止する第１
   のシール手段と、 前記現像ローラの外周端において前記金属ローラよりも
   長くなった部分を覆うようにして取り付けられ、前記現
   像ローラの端部からのトナー漏れを防止する第２のシー
   ル手段とを備えたことを特徴とする現像装置。