JP2003337472A

JP2003337472A - 現像装置

Info

Publication number: JP2003337472A
Application number: JP2002144809A
Authority: JP
Inventors: Toshinori Nishimura; 俊紀西村
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-05-20
Filing date: 2002-05-20
Publication date: 2003-11-28

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成で、現像ロールと感光体ドラムと
の間隔及び現像ロールと磁気ロールとの間隔を規制して
良好な画像を形成する。【解決手段】磁気ロール１に備えられた磁気ロール用
ギア３１は、現像ロール２に備えられた現像ロール用ギ
ア２８にアイドルギア３１ａを介して駆動力を伝達す
る。磁気ロール及び現像ロールの各々の回転軸はロール
支持体１５Ａによって回転可能に保持され、ロール支持
体は磁気ロールの軸心を中心として揺動する。そして、
アイドルギアがロール支持体に回転可能に支持されてい
る。コイルバネによって磁気ロールが感光体ドラムの方
向に付勢され、現像ロールの軸に同心状に回転可能に取
り付けられたギャッププーリが感光体ドラムの表面と当
接して現像ロールの表面と感光体ドラムの表面との間隔
を規制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を利
用した複写機、プリンタ、ファクシミリ又はこれらの複
合機等の画像形成装置で用いられる現像装置に関し、特
に、磁性キャリアを用いて非磁性トナーを帯電させる２
成分現像剤を使用して、帯電したトナーのみを現像ロー
ル上に保持して、トナーを静電潜像に飛翔させて現像を
行う現像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、現像装置として、磁性キャリア
を用いて非磁性トナーを帯電させる２成分現像剤を使用
して、帯電したトナーのみを現像ロール上に保持し、ト
ナーを飛翔させて静電潜像を現像する所謂非接触現像方
式を用いたものが知られている。このような現像装置
は、感光体ドラム、現像ロール、及び磁気ロールを備え
ており、感光体ドラムと現像ロールとの間のギャップ、
そして、現像ロールと磁気ロールとの間のギャップが画
像に影響を与えることになる。このため、画像形成の
際、適度な画像濃度を得るためには、両ギャップを常に
安定した距離に保持させる必要がある。

【０００３】ところで、特開２００１−１３８４８公報
（以下従来例１と呼ぶ）には、現像ロールと感光体ドラ
ムとの接触圧を小さくしてかつ均一に保って、画像むら
を防止するため、現像ユニットを感光体ユニットに揺動
可能に支持して、現像ユニットに回転力を伝える作用点
を感光体ユニットと現像ユニットの揺動中心軸の近傍に
配置することが記載されている。

【０００４】そして、従来例１では、このような構成に
よって、現像ユニットに回転力を伝える力によって現像
ユニットが感光体ユニットに対して回転して、現像ロー
ルが感光体ドラムに押しつけられることがなく、現像ロ
ールと感光体ドラムとを常に安定した状態で接触させる
ことができるとしている。

【０００５】一方、特開２０００−２７５９６７公報
（以下従来例２と呼ぶ）には、現像ロールと同心的に、
現像ロールより大径のスペースコロを配置して、感光体
ドラム及び現像ロール間の間隔（ギャップ）を規制する
ようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来例１におい
ては、現像ユニットを感光体ユニットに揺動可能に支持
して、現像ロールと感光体ドラムとを常に安定した状態
で接触させることが示されているものの、現像ロールと
感光体ドラムの接触を安定させているだけで、従来例１
では、２成分現像剤を用いた現像装置において、感光体
ドラムと現像ロールとの間のギャップ、そして、現像ロ
ールと磁気ロールとのギャップを安定した距離に保つこ
とが難しいという課題がある。

【０００７】また、従来例２では、現像ロールより大径
のスペースコロを配置して、感光体ドラム及び現像ロー
ル間の間隔（ギャップ）を規制しているが、感光体ドラ
ムのみならず現像ロールと磁気ロールとの間におけるギ
ャップも適正に保持する必要がある。現像ロールと磁気
ロールとの間隔が変動すると、磁気ロールにおける磁気
ブラシ層が変動して、現像ロール上のトナー層が変動し
てしまい、良好な画像形成を行うことができない。この
ため、その間隔の変動量に応じて磁気ロールの回転速度
を上げて現像ロールへのトナーの供給量を補償する必要
があり、構成が複雑となってしまう。

【０００８】本発明の目的は簡単な構成で、現像ロール
と感光体ドラムとの間隔及び現像ロールと磁気ロールと
の間隔を規制して良好な画像を形成することができる現
像装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、所定間
隔離間して並設された磁気ロールと現像ロールを有し、
前記磁気ロールによって前記現像ロール表面に形成され
るトナー薄層によって感光体ドラム上に形成された静電
潜像を現像してトナー像とする現像装置において、前記
磁気ロールに備えられた磁気ロール用ギアと、前記現像
ロールに備えられアイドルギアを介して前記磁気ロール
用ギアから駆動力を受ける現像ロール用ギアと、前記磁
気ロール及び前記現像ロールの各々の回転軸を回転可能
に保持するとともに前記磁気ロールの軸心を中心として
揺動する回転軸保持体とを有し、前記アイドルギアが前
記回転軸保持体に回転可能に支持されていることを特徴
とする現像装置が得られる。

【００１０】このようにして、回転軸保持体によって磁
気ロール及び現像ロールの各々の回転軸を回転可能に保
持して、回転軸保持体が磁気ロールの軸心を中心として
揺動するから、磁気ロールと現像ロールとの間隔を所定
の間隔に精度よく維持することができるばかりでなく、
アイドルギアを回転軸保持体に回転可能に支持したか
ら、現像ロールが揺動しても、磁気ロール用ギアとアイ
ドルギアとの軸間距離は常に一定であり、さらに、現像
ロール用ギアとアイドルギアとの軸間距離も常に一定と
なる。

【００１１】本発明では、さらに、前記感光体ドラムの
表面と当接して前記現像ロールの表面と前記感光体ドラ
ムの表面との間隔を規制するリング状の間隔規制部材
と、前記磁気ロールを前記感光体ドラムの方向に付勢す
る付勢手段とを有し、前記間隔規制部材が前記現像ロー
ルの軸に同心状に回転可能に取り付けられている。

【００１２】このようにすれば、間隔規制部材が感光体
ドラムの表面に当接して、現像ロールと感光体ドラムと
の間隔が所定の距離に保たれることになり、しかも付勢
手段によって磁気ロールを感光体ドラムの方向に押圧
し、現像ロール及び磁気ロールは回転軸保持体に保持さ
れているから、磁気ロール及び現像ロールの間隔も所定
の距離に保たれることになる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の
形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、そ
の相対配置などは特に特定的な記載がない限りは、この
発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説
明例に過ぎない。

【００１４】まず、図１を参照して、本発明による現像
装置の一例が用いられる画像形成装置について説明す
る。図示の画像形成装置２０は無端状ベルト５４を備え
ており、この無端状ベルト５４は給紙カセット５３から
搬送される記録紙を定着装置５９に向かって搬送する。
無端状ベルト５４の上側には、ブラック用現像装置５０
Ａ、イエロー用現像装置５０Ｂ、シアン用現像装置５０
Ｃ及びマゼンタ用現像装置５０Ｄが配設されている。こ
れら現像装置５０（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）には、それぞれ磁
気ロール１（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）が備えられ、磁気ロール
１（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）に近接して現像ロール２（Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ）が配設されている。そして、現像ロール２
に対面して感光体ドラム３（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）が配設さ
れ、感光体ドラム３の周囲には帯電器５６（Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ）及び露光器５７（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）が配置され
ている。

【００１５】いま、図示しない制御回路からプリント開
始信号が送出されると、現像装置内のキャリア及びトナ
ーが攪拌され、トナーが摩擦帯電されてキャリア表面に
付着し、磁気ロール１（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）の表面にキャ
リアによる磁気ブラシが形成され、現像ロール２（Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ）上にトナーの薄層が形成される。給紙カセ
ット５３から記録紙が送出されて無端状ベルト５４に送
られ、その記録紙が各色の感光体ドラム３（Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ）に達するタイミングに同期して、帯電器５６
（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）によって感光体ドラム３が帯電され
る。そして、画像信号に応じて露光器５７（Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ）によって感光体ドラム３が露光され、感光体ド
ラム３上に静電潜像が形成される。その後、現像ロール
２上のトナーによって静電潜像の現像が行われる。記録
紙が感光体ドラム３に達すると、転写装置５８（Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ）によって転写バイアスが印加され、記録紙
にトナー像が転写されて、記録紙上のトナー像が定着装
置５９で定着されて排紙される。

【００１６】次に現像装置について説明する。図１で
は、４つの現像装置が示されているが、これら現像装置
のおける作用は同一であるので、ブラック用現像装置５
０Ａを代表例として説明する。図２及び図３を参照し
て、枠体１２内には感光体ドラム３に所定距離離間して
現像ロール２が配設され、現像ロール２から所定距離離
間して磁気ロール１が配設されている。磁気ロール１は
非磁性金属材料で円筒状に形成され、円筒内には複数の
固定磁石が配設されており、固定磁石の周囲を回転可能
に構成されたスリーブを有している。スリーブの軸方向
幅（磁気ブラシ形成領域）は現像ロール２の軸方向幅よ
りも長い寸法に形成されている。

【００１７】さらに、現像装置内（つまり、枠体１２）
内には攪拌ミキサ２３及びパドルミキサ２２が備えられ
ている。そして、図３に見るように、感光体ドラム３と
現像ロール２との間にはバイアスＤＣ７ａとＡＣ７ｂが
印加される。なお、ＤＣ８は磁気ロール１に印加される
バイアス、９は磁気ブラシの厚さを制御する穂切りブレ
ード、２５はトナーセンサである。

【００１８】図２を参照すると、枠体１２の一端側には
モータ１９が固定され、磁気ロールの回転軸（磁気ロー
ル軸）の一端にはモータ１９の回転軸が連結され、磁気
ロール軸の他端には、伝達ギア２７（磁気ロール用ギ
ア）が固着されるとともに、伝達ギア２７より小径の伝
達ギア３１（磁気ロール用ギア）が、伝達ギア２７と同
軸で固着されている。伝達ギア３１と噛合する駆動ギア
２８（現像ロール用ギア）が、現像ロール２の回転軸
（現像ロール軸）の一端に固着され、伝達ギア２７と噛
合する駆動ギア２９はパドルミキサ２２の回転軸に固着
されている。さらに、駆動ギア２９と噛合する駆動ギア
３０が攪拌ミキサ２３の回転軸に固着されている。

【００１９】ここで、図４及び図５も参照して、現像ロ
ール２は導電体であるアルミニウムで形成されており、
現像ロール２の両端部にはアルミニウム材で形成された
現像ロール軸１４の大径部が嵌合するとともに、合成樹
脂等の絶縁部材で形成されたロール支持体（回転軸保持
体）１５Ａに回転可能に支持されている。そして、現像
ロール軸１４の先端は図示しない接点とリード線によっ
てバイアス電源部７（図３）に接続されている。

【００２０】ロール支持体（回転軸保持体）１５Ａは、
一対の開口部を有しており、一方の開口部には磁気ロー
ル軸１３が回転可能に嵌合され、ロール支持体１５Ａは
磁気ロール軸１３の軸心を中心として、回動する（揺動
する）。他方の開口部は周囲を円形状の壁１５Ａｄによ
り囲繞され、壁１５Ａｄと一方の開口部を形成する壁１
５Ａｆとの連結部には突起１５Ａｂが設けられ、突起１
５Ａｂにはコイルバネ１７が配置され、図２上時計方向
にロール支持体１５Ａを付勢している。円形状の壁１５
Ａｄは、約６０゜にわたって削欠空所１５Ａｅが形成さ
れ、壁１５Ａｄ内には感光体ドラム３の表面と現像ロー
ル２の表面との間の間隔を規制するギャッププーリ（間
隔規制材）２１が回転可能に現像ロール軸１４の大径部
に嵌合している。

【００２１】このようにして、ロール支持体１５Ａは磁
気ロール軸１３の軸心を中心として揺動するから、現像
ロール２は磁気ロール軸１３の軸心を中心として揺動す
ることになって、磁気ロール１の表面と現像ロール２の
表面との間の間隔を精度よく維持することができること
になる。なお、磁気ロール軸１３は低摩擦部材で形成す
ることが望ましい。低摩擦部材としては、二硫化タング
ステンＷＳ２、窒化ホウ素ＢＮなどがあり、これらを潤
滑材で形成するようにしてもよい。また、これらを固体
潤滑剤として下部材に蒸着、スパッタリングによって付
着して用いることができる。

【００２２】図５（ａ）に示すように、現像ケースの枠
体１２Ａは磁気ロール軸１３を回転可能に嵌合保持する
とともに、現像ロール軸１４を、磁気ロール軸１３の軸
心中心に矢印方向５２に揺動可能にロール支持体１５Ａ
に保持している。そして、突起１５Ａｂに設けたコイル
バネ１７によって磁気ロール軸１３の軸心を中心に時計
方向に付勢している。これによって、図５（ａ）の状態
から矢印５１の方向に枠体１２Ａを移動すると、削欠空
間１５Ａｅに存在するギャッププーリ２１の外周が感光
体ドラム３の外周に当接し、コイルバネ１７が圧縮さ
れ、図５（ｂ）の位置に安定する。この位置において
は、感光体ドラム３の外周と現像ロール２の外周間、ま
た現像ロール２の外周と磁気ロール１の外周間はそれぞ
れ所定距離に設定される。

【００２３】このようにして、ギャッププーリ２１は図
２に示すように右横の若干下方より感光体ドラム３の表
面に当接するので、枠体１２Ａ全体の重力荷重がギャッ
ププーリ２１を介して感光体ドラム３の表面にかから
ず、ギャッププーリ２１や感光体ドラム３の耐久性能を
向上することができる。

【００２４】再び図３を参照して、現像を行う際には、
磁気ロール１の表面には、トナーとキャリアからなる二
成分現像剤が保持され、攪拌ミキサ２３とパドルミキサ
２２によって現像剤を攪拌させながら、トナーを適正な
レベルに帯電させる。現像剤は穂切りブレード９を通過
し一定の層厚で現像ロール２に接触する。磁気ロール１
が、トナーを帯電させて保持するキャリアによる磁気ブ
ラシを発生させる。磁気ロール１上の磁気ブラシは穂切
りブレード９によって層規制され、磁気ロール１と現像
ロール２間の電位差によって現像ロール２にトナーのみ
の薄層が形成される。つまり、現像ロール２の表面に
は、磁気ブラシから供給されたトナーによりトナー薄層
が形成される。そして、感光体ドラム３に対して、トナ
ー薄層からトナーを静電潜像に応じて選択的に飛翔させ
て画像形成を行う。

【００２５】現像残のトナーは掻き取りブレードなどの
特別な装置を設けることなく、磁気ロール１上の磁気ブ
ラシが現像ロール２上のトナー層に接触し、各ロールの
周速差によるブラシ効果と磁気ブラシの現像剤をミキサ
での攪拌による現像剤の入れ替えによって、容易にトナ
ーの回収と入れ替えを可能にする。

【００２６】上述の現像装置においては、現像ロール２
は磁気ロール１の回転に応じて回転する。つまり、現像
ロール２は磁気ロール１から伝達ギア３１及び駆動ギア
２８を介して回転力の伝達を受けている。このため、磁
気ロール１及び現像ロール２の回転方向によっては、磁
気ロール１及び現像ロール２との間に所謂アイドルギア
を配置する必要がある。つまり、図６に示すように、伝
達ギア３１と駆動ギア２８との間にアイドルギア３１ａ
を配置する必要がある。ところが、前述のように、現像
ロール２は磁気ロール軸１３を中心として揺動するか
ら、つまり、現像ロール２に取り付けられた伝達ギア２
８が揺動するから、アイドルギア３１ａは伝達ギア３１
及び駆動ギア２８とそのギアピッチが変化しないように
する必要がある。

【００２７】そこで、図示の例では、ロール支持体１５
Ａに対してアイドルギア３１ａが回転可能に支持した。
このようにして、ロール支持体１５Ａにアイドルギア３
１ａを回転可能に支持すると、現像ロール２が揺動して
も、つまり、ロール支持体１５Ａが揺動しても、伝達ギ
ア３１とアイドルギア３１ａとの軸間距離は常に一定で
あり、さらに、駆動ギア２８とアイドルギア３１ａとの
軸間距離も常に一定となる。

【００２８】また、前述のように、ロール支持体１５Ａ
は磁気ロール軸１３を中心して揺動し、ロール支持体１
５Ａはコイルバネ（テンションバネ）１７によって所定
の方向に付勢されている。この付勢方向は感光体ドラム
３に向かう方向であり、現像装置を画像形成装置の所定
の位置にセットすると、前述のように、ギャッププーリ
２１が感光体ドラム３の表面に当接して、現像ロール２
と感光体ドラム３との間（ギャップ）が所定の距離に保
たれることになる。

【００２９】ところで、現像ロール２の回転方向に応じ
て、現像ロール２には感光体ドラム３を押しつける方向
及び感光体ドラム３から離れる方向に力が作用する。現
像ロール２に対して感光体ドラム３を押しつける方向に
力がかかる際には、この押しつけ力（現像ロール２の駆
動による押し付け力）によってはコイルバネ１７を除く
ようにしてもよい。例えば、押し付け力が０．０１Ｎ〜
０．２Ｎであれば、コイルバネ１７を除くようにしても
よい。

【００３０】さらに、駆動による押し付け力が強すぎる
と、ギャップ規制材であるギャッププーリ２１の磨耗が
問題となる。この際には、磁気ロール１に感光体ドラム
３から離れる方向に力を作用させる。例えば、磁気ロー
ル１の感光体ドラム３に対する押し付けをテンションバ
ネ（図示せず）で調整するようにすればよい。なお、
（磁気ロール１の感光体ドラム３に対する押し付け力）
＝（テンションバネの押圧力）−（駆動による離れる方
向の力）となる。

【００３１】上述の例では、ギャッププーリ２１を感光
体ドラム３の表面に当接して、ギャップを所定の距離と
する例について説明したが、ロール支持１５Ａ自体を画
像形成装置又は感光体ドラム３に当接させて、ギャップ
を所定の距離とするようにしてもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、回転軸
保持体によって磁気ロール及び現像ロールの各々の回転
軸を回転可能に保持して、回転軸保持体が磁気ロールの
軸心を中心として揺動するから、磁気ロールと現像ロー
ルとの間隔を所定の間隔に精度よく維持することができ
るという効果がある。さらに、アイドルギアを回転軸保
持体に回転可能に支持したから、現像ロールが揺動して
も、磁気ロール用ギアとアイドルギアとの軸間距離を常
に一定にできるばかりでなく、現像ロール用ギアとアイ
ドルギアとの軸間距離も常に一定にできるという効果が
ある。

【００３３】本発明では、間隔規制部材が感光体ドラム
の表面に当接して、現像ロールと感光体ドラムとの間隔
が所定の距離に保たれ、しかも磁気ロールを感光体ドラ
ムの方向に押圧し、現像ロール及び磁気ロールは回転軸
保持体に保持されているから、磁気ロール及び現像ロー
ルの間隔も所定の距離に保たれるという効果がある。

【００３４】このようにして、本発明では現像ロールと
感光体ドラムとの間隔及び現像ロールと磁気ロールとの
間隔を規制して良好な画像を形成することができるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による現像装置の一例が用いられる画像
形成装置を示す図である。

【図２】図１に示す現像装置の斜視図である。

【図３】図２に示す現像装置の動作を説明するための断
面図である。

【図４】図２に示す現像装置において現像ロールと磁気
ロールとの関係を示す斜視図である。

【図５】図２に示す現像装置におけるロール支持体の動
作を説明するための断面図である。

【図６】図２に示す現像装置においてアイドルギアを配
置した状態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１磁気ロール２現像ロール３感光体ドラム１２枠体１９モータ２７，２８，３１伝達ギア２９，３０駆動ギア３１ａアイドルギア

フロントページの続きＦターム(参考） 2H077 AC04 AC12 AD02 AD06 AD14 AD24 AD36 BA03 BA07 EA01 FA19 FA21 2H171 FA04 FA13 FA14 FA26 FA28 FA30 GA01 LA03 LA08 QB32 QB35 QB38 QB42 QB52 QB55 UA26 WA07 WA12 XA02 XA15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定間隔離間して並設された磁気ロール
と現像ロールを有し、前記磁気ロールによって前記現像
ロール表面に形成されるトナー薄層によって感光体ドラ
ム上に形成された静電潜像を現像してトナー像とする現
像装置において、前記磁気ロールに備えられた磁気ロー
ル用ギアと、前記現像ロールに備えられアイドルギアを
介して前記磁気ロール用ギアから駆動力を受ける現像ロ
ール用ギアと、前記磁気ロール及び前記現像ロールの各
々の回転軸を回転可能に保持するとともに前記磁気ロー
ルの軸心を中心として揺動する回転軸保持体とを有し、
前記アイドルギアが前記回転軸保持体に回転可能に支持
されていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記感光体ドラムの表面と当接して前記
現像ロールの表面と前記感光体ドラムの表面との間隔を
規制するリング状の間隔規制部材と、前記磁気ロールを
前記感光体ドラムの方向に付勢する付勢手段とを有し、
前記間隔規制部材が前記現像ロールの軸に同心状に回転
可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１に
記載の現像装置。