JP2610454B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、潜像担持体に形成された静電潜像を粉体状
のトナーで現像する現像装置に関する。

従来技術 上記形式の現像装置として、例えば、第２図に示すよ
うな現像装置１が知られている。この現像装置は、トナ
ー容器2,アジテータ3,トナー供給ローラ4,トナー担持部
材の一例である現像ローラ5,トナー規制ローラ６及びク
リーニング部材７等から主に構成されている。現像ロー
ラは金属等の導体より成る芯部材5aとその外側の抵抗層
5bよりなる。

トナー容器２内に収容されたトナーは、アジテータ３
が回転することにより攪拌され、この攪拌されるトナー
はトナー供給ローラ４に担持される。このローラ４は従
来、スポンジローラのような弾性体ローラより成ってい
て、現像ローラ５に若干喰い込むようにして圧接してい
る。

トナー供給ローラ４と現像ローラ５とは、圧接部にお
ける各周面の移動方向が異なるように、その回転方向が
定められている。トナー供給ローラ４にはバイアス電源
８によって、直流電圧又は直流に交流電圧を重畳した所
定のバイアス電圧が印加され、また現像ローラ５との圧
接部における摩擦により、トナー供給ローラ４上に担持
されたトナーは、所定の極性に帯電される。一方、現像
ローラ５の芯部材5aには直流バイアス電流９によって、
トナー供給ローラ４との間に所定の電位差が付与される
ようなバイアス電圧が印加され、これに伴い、トナー供
給ローラ４上のトナーがローラ５上に静電的に付着せし
められる。

現像ローラ５上に付着担持されたトナーは、直流バイ
アス電源10によってバイアス電圧の印加されたトナー規
制ローラ６のところを通過するとき、現像に適するよう
に薄層化調整されると共に、その帯電量が制御される。
かかる調整に伴うトナー付着量や帯電量は、両ローラ5,
6間に付与される電位差や各ローラの周速等によって決
まる。

このようにして量を規制され、かつ帯電量が制御され
た現像ローラ５上のトナーは感光体12のところを感光体
と共に接触移動する。

一方、感光体12の周表面は、帯電チャージャ13による
コロナ放電により所定の電位をもって一様に帯電させら
れており、この帯電面に対し露光部14で露光が行われる
ことにより、上記周表面には静電潜像が形成される。そ
して、この静電潜像は、感光体12と現像ローラ５との間
に所定の電位差が付与される状態で、感光体12のところ
を接触移動する現像ローラ５上のトナーにより顕像化さ
れる。すなわち静電潜像の現像が行わるのである。

このようにして形成された感光体12上の顕像は、給紙
部より給紙された図示されない転写紙に転写チャージャ
16によるコロナ放電により転写され、このあと、転写紙
は分離チャージャ17により感光体12から分離されて、図
示されない定着部へと送られる。

一方、転写後に残された感光体12上のトナーはクリー
ニングユニット18をクリーニングブレード19によって掻
き落され、回収ローラ21の回転に伴ってクリーニングユ
ニット18内にためられる。他方、感光体12上に若干残っ
ている電荷がイレースランプ22により除去されて、感光
体は次の複写プロセスに備えられる。

ここで、現像装置１において、現像ローラ５上の現像
に寄与されなかったトナーはトナー供給ローラ４によっ
て機械的に剥ぎ取られ、かつ、ローラ４にバイアス電源
８から交流バイアスが印加されることによって、トナー
が付着していた現像ローラ５上の、トナーの電荷に対す
るカウンターチャージが消去されて、同ローラ５は初期
状態にされる。

上述のように現像に寄与されなかった現像ローラ５上
のトナーをローラ４によって剥ぎ取るのは、現像ローラ
５上に付着したトナーをそのまま再度現像に供すると、
このトナーと新たに現像ローラ５に供給されて現像に供
されるトナーとの電荷量が相違し、感光体12に形成され
る顕像の画質を低下させてしまうからである。

トナー供給ローラ４は、先にも述べたようにスポンジ
等の弾性体ローラより成り、現像ローラ５に若干喰い込
むように圧接していて、トナーの供給と回収とを共に行
う。

このような弾性体ローラを用いる従来例では、トナー
供給機能にはすぐれているものの、そのローラ４は、回
転しながら現像ローラ５に当接するので、当該ローラ４
が回転しているうちに、同ローラ４の摩耗が比較的早期
に進行し、現像ローラとの接触状態が変化してトナーの
供給性能が次第に低下するようになる。このようになれ
ば、現像に支障に来たすこととなる。

目的 本発明は、上記点に鑑みてなされたものであって、ト
ナー担持部材へのトナーの供給を長期間安定的に行える
ようにした現像装置を提供することを目的とする。

構成 本発明は、上記目的を達成するため、トナーを収容す
るトナー容器と、表面にトナーを担持しつつ、該担持ト
ナーで、回転駆動される潜像担持体に形成された静電潜
像を現像するトナー担持部材と、トナー容器内のトナー
を担持し、該担持トナーがトナー担持部材側に付着供給
されるような電位差がトナー担持部材との間で付与され
るトナー供給ローラとを有し、該トナー供給ローラがト
ナー担持部材の表面に当接しながら回転駆動される現像
装置において、トナー担持部材上の現像に寄与されなか
ったトナーが付着回収されるような電位差がトナー担持
部材との間で付与され、トナー担持部材の表面に当接し
ながら回転駆動されるトナー回収ローラを設け、前記ト
ナー供給ローラとトナー回収ローラとを共に剛体により
構成すると共に、該トナー供給ローラとトナー回収ロー
ラの表面にそれぞれ接してその各ローラの表面に付着し
たトナーを掻き取るスクレーパを設けたことを特徴とす
る現像装置を提案する。

実施例 以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。な
お、この説明にあたって、従来例と同一の機能を達成す
る部材については便宜上同一の符号を使用する。

第１図において、符号12で示すものは潜像担持体の一
構成例であるドラム状の感光体であり、この感光体12に
対向して現像装置が配置されている。現像装置は、トナ
ー容器32と、トナー担持部材の一例である現像ローラ５
と、トナー供給ローラ30と、トナー回収ローラ31と、ス
クレーパ33,34とを有しているほか、アジテータ３、ト
ナー規制ローラ６及びそのローラ６用のクリーニング部
材７を有している。

現像ローラ５は従来と同様に、例えば金属等の導体よ
りなる芯部材5aと、そのまわりの抵抗層5bより成り、こ
の抵抗層5bは、例えば10⁹乃至10¹⁰Ω・cm程度の体積固
有抵抗率を有する物質により構成される。トナー容器32
内には、例えば非磁性一成分現像剤、すなわち非磁性の
トナーが収容されている。

現像ローラ５の抵抗層5bはゴム等の弾性体で構成され
ていて、これには前述のトナー供給ローラ30と、トナー
回収ローラ31がそれぞれ接している。そして、両ローラ
30,31は金属などの剛体のローラで構成されていて、図
の例では便宜上、各ローラ30,31の全体が金属より成る
ものとする。現像ローラ５として剛性より成るものを用
いることもできる。

本実施例の現像装置は、従来、スポンジローラで行っ
ていた現像ローラ５に対するトナーの供給と回収を、２
つの剛体ローラ30,31にそれぞれ受けもたせて行うよう
に構成されている。

現像ローラ５の芯部材5aと、トナー規制ローラ６と、
トナー供給ローラ30と、トナー回収ローラ31とには、各
バイアス電源9,10,38,48によって直流、又は直流と交流
のバイアス電圧が印加されるようになっていて、各ロー
ラは、第１図にそれぞれ矢印を付した方向に回転する。

トナー供給ローラ30は、現像ローラ５より成るトナー
担持部材の表面に当接しながら回転駆動され、このとき
トナー容器32内のトナーを担持し、上述した電源によっ
て、トナー供給ローラ30に担持されたトナーが現像ロー
ラ５より成るトナー担持部材の側に付着供給されるよう
な電位差がトナー担持部材との間で付与される。トナー
供給ローラ30と現像ローラ５、正確にはその芯部材5aと
の間に、トナー供給ローラ30上の担持トナーが現像ロー
ラ５側へ付着供給されるような電位差が付与されるので
ある。例えば、トナーと同極性のバイアス電圧が各ロー
ラ30,5にそれぞれ印加され、これらローラ間に電位差を
もたせるようにしてある。これによって、トナー供給ロ
ーラ30上に担持されたトナーは現像ローラ５の方に供給
されて担持される。

このようにして、現像ローラ５より成るトナー担持部
材に供給されたトナーは、そのトナー担持部材の表面に
担持されつつ搬送され、トナー規制ローラ６によって搬
送量を規制される。そして、このようにトナー担持部材
に担持されたトナーによって、回転駆動される感光体よ
り成る潜像担持体に形成された静電潜像が現像される。
現像に供されずに現像ローラ５上に担持されたままのト
ナーは、現像ローラ５と感光体12との間の現像領域を通
過する。これらの構成は従来の現像装置と変りはない。

ここで、現像ローラ５、より正確にはその芯部材5aと
トナー回収ローラ31の間には、現像ローラ５より成るト
ナー担持部材上の現像に寄与されなかったトナーがトナ
ー回収ローラ31側に付着回収されるような電位差が付与
されている。例えば、現像ローラ５の芯部材5aにトナー
の帯電極性と同じ極性の電圧が付与され、トナー回収ロ
ーラ31にはトナーと反対の極性の電圧が付与されるよう
になっていて、現像ローラ５上において現像に寄与され
なかったトナーがトナー回収ローラ31の方に静電的に付
着回収されるようになっている。このとき、トナー回収
ローラ34は、現像ローラ５より成るトナー担持部材の表
面に当接しながら、第１図の矢印の向きに回転駆動され
る。このようにして、現像に用いられなかったトナーが
現像ローラ５に付着したまま、再度現像に供されること
を防止でき、付着したままのトナーと新たに現像ローラ
に供給されたトナーとの帯電量の相違による顕像の画質
劣化発生を阻止できる。またトナー回収ローラ31に、例
えば、直流の他、交流が重畳された電圧を印加する等し
て、トナーが付着していた現像ローラ表面の、トナー電
荷によるカウンターチャージを除去することができる。

トナー回収ローラ31と接するところを通過した現像ロ
ーラ５の周面部分はトナーの付着しない状態となってト
ナー供給ローラ30のところに移動する。なお、現像ロー
ラ５とトナー回収ローラ31とは互いにスリップ回転する
ようにしてある。

トナー供給ローラ30とトナー回収ローラ31とは、現像
ローラ５に圧接する方向に微小移動可能となっていて、
スプリングなどより所定の圧力をもって現像ローラ５に
圧接している。例えば、各ローラ30,31の軸の軸受が、
現像装置側板に形成された長孔中を、現像ローラ５に対
して動けるようにし、各ローラ30,31を現像ローラ５に
対してばね付勢する。

以上のように、この実施例においては、トナー供給ロ
ーラ30とトナー回収ローラ31とが共に剛体により構成さ
れていて、これらのローラとして早期に摩耗を来たすよ
うなスポンジローラが用いられることはない。このた
め、トナー供給ローラ30が現像ローラ５に当接しながら
回転しているうちに、同ローラ30の摩耗が早期に進行
し、現像ローラ５との接触状態が早期に変化するような
ことはない。このため、現像ローラに対するトナー供給
を長期間安定して行うことができ、信頼性の高い現像装
置を提供することができる。またトナー供給ローラ30が
剛体から構成されていても、トナー回収ローラ31が設け
られているので、現像ローラからのトナーの回収を確実
に行うことができ、しかも各ローラ5,30,31に前述の如
く電圧が印加されているので、トナー供給ローラ30から
現像ローラ５に充分にトナーを供給でき、かつトナー回
収ローラ31によるトナー回収効果も支障なく行うことが
できる。またトナー回収ローラ31も剛体より成るので、
当該トナー回収ローラ31が現像ローラ５に当接しながら
回転しても、そのローラ31が早期に摩耗して、その機能
が早期に低下することはない。

上述のように、現像ローラ５に接しながら回転するト
ナー供給ローラ30を剛体によって構成することにより、
これが早期に摩耗して現像ローラ５へのトナーの供給機
能が早期に低下する不具合を防止でき、しかもこのロー
ラ30が剛体から構成されていても、トナー回収ローラ31
を設けることにより、現像ローラ５からのトナーの回収
機能の低下を阻止できる。さらに、現像ローラ５に接し
て回転するトナー回収ローラ31も剛体により構成するこ
とによって、このローラ31が早期に摩耗し、トナー回収
機能が早期に低下する不具合を阻止できる。

ところが、ここで問題となるのは、両ローラ30,31が
剛体より成ると、トナーがこれらのローラ30,31と現像
ローラ５とで大きな圧力を受け、かかる圧力を繰返し受
けると、当該トナーが劣化するおそれのある点である。
トナー供給ローラ30とトナー回収ローラ31を共に剛体に
より構成すると、その早期の機能低下を阻止できる反
面、トナーに過度のストレスが与え、これが劣化する欠
点を生じるのである。

そこで、第１図に示した現像装置には、トナー供給ロ
ーラ30とトナー回収ローラ31の表面にそれぞれ接してそ
の各ローラ30,31の表面に付着したトナーを掻き取るス
クレーバ33,34が設けられている。現像ローラ５からト
ナー回収ローラ31の方へ回収されたトナーは、スクレー
パ34により同ローラ31から掻き落され、同じくトナー供
給ローラ30と現像ローラ５との当接部を通過したトナー
供給ローラ30上のトナーは、スクレーパ33によって掻き
取られる。このため、各ローラ30,31に付着したトナー
が、何度も現像ローラ５との間で圧力を受けることが阻
止され、これによってトナーの劣化を防止し、高品質な
顕像を感光体12上に形成することができる。このよう
に、トナー供給ローラ30とトナー回収ローラ31を剛体に
より構成したことに伴う不具合も、スクレーパ33,34を
設けることによって回避することができるのである。

なお、上記実施例の各部材の材質などについては例え
ば次のような具体例を挙げることができる。

現像ローラ５の抵抗層5bは、一例として、ゴム硬度が
JISAで30゜程度のニトリルブタジエンゴムを用いて、こ
の表面にポリウレタンのオーバコート層を施したもので
構成される。

トナー規制ローラ６やトナー供給ローラ30やトナー回
収ローラ31等は、一例として、金属ローラの表面にクロ
ームをメッキ処理したもので構成される。また、各スク
レーパ33,34やクリーニング部材７についてはステンレ
ス鋼の金属板などが用いられる。

一方、第１図において、例えば、複写プロセス速度を
92mm/sとして、現像ローラ５の周速度は207mm/sに、ト
ナー供給ローラ30の周速度は135mm/sに、トナー回収ロ
ーラ31の周速度は300mm/sに、トナー規制ローラ６の周
速度は31mm/sにそれぞれ定められる。

他方、トナーの帯電極性が負であるとして、現像ロー
ラ５の芯部材5aへの印加電圧をVb、トナー供給ローラ30
への印加電圧をVa、トナー回収ローラ31への印加電圧を
Vsc、トナー規制ローラ６への印加電圧をVrrとそれぞれ
するとして、各印加電圧を、Vb＝Vrr＝−450V,Va＝−75
0V,Vsc＝＋350Vというようにそれぞれ定める。このよう
にすると、トナー供給ローラ30と現像ローラ５との間の
電位差（Va−Vb）300Vとなり、現像ローラ５とトナー回
収ローラ31との間の電位差（Vb−Vsc）は800Vとなる。

以上述べたような、材質を含む仕様条件で実験を行っ
たところ、特にネガ・ポジ現像方式において、長期間に
わたり良好なプリントを得ることができた。

なお、トナー供給ローラ30の全体を金属で構成する代
りに、例えば金属より成る芯部材のまわりに硬質合成樹
脂を積層し、その芯部材に電圧を印加してもよいし、逆
に芯部材を硬質合成樹脂により構成し、そのまわりに金
属を積層し、該金属に電圧を印加する等してもよい。ト
ナー回収ローラについても同様である。

また第１図の例では、トナー回収ローラ31がトナー容
器32に向けて時計方向に回転駆動されるため、この回転
によって飛散しようとするトナーが容器32に向く。この
ためトナーが容器32の外部に飛散する不都合を防止でき
る。

本発明は、複写機の他、レーザプリンタやファクシミ
リなどの画像形成装置の現像位置にも適用可能である。

効果 本発明によれば、トナー供給ローラが、トナー担持部
材の表面に当接しながら回転するものの、当該供給ロー
ラが剛体より成るため、これが早期に摩耗して、当該ト
ナー供給ローラとトナー担持部材との接触状態が早期に
変化し、トナー担持部材へのトナー供給性が低下するこ
とを防止できる。しかも、トナー供給部材が剛体により
構成されてはいるが、トナー担持部材にはトナー回収ロ
ーラが当接しているので、トナー担持部材上のトナー
を、そのトナー回収ローラに確実に回収することがで
き、トナー担持部材に付着したトナーをそのまま再度現
像に供することによる顕像の画質低下の発生を阻止でき
る。その上、トナー供給ローラとトナー回収ローラに
は、それぞれ、その表面に付着したトナーを掻き取るス
クレーパが当接しているので、トナー供給ローラ及びト
ナー回収ローラと、トナー担持部材との間で、トナーが
何度も圧力を受けることはなく、これによってトナーの
劣化を防止することができる。トナー供給ローラを剛体
により構成し、これによってその早期の摩耗を阻止し、
しかもトナー供給ローラを剛体により構成することによ
り生じるトナー担持部材からのトナーの回収機能の低下
をトナー回収ローラを設けることにより阻止し、さら
に、当該トナー回収ローラを剛体により構成することに
より、その早期の摩耗を防止してトナー回収機能の早期
の低下を阻止する。さらに、トナー供給ローラとトナー
回収ローラを共に剛体により構成することによって生じ
るトナーの劣化を、スクレーパを設けることによって阻
止することができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の現像装置の断面図、第２図は
従来例の現像装置を用いた画像形成装置の概略断面図で
ある。 30……トナー供給ローラ、31……トナー回収ローラ 32……トナー容器、33,34……スクレーパ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナーを収容するトナー容器と、表面にト
   ナーを担持しつつ、該担持トナーで、回転駆動される潜
   像担持体に形成された静電潜像を現像するトナー担持部
   材と、トナー容器内のトナーを担持し、該担持トナーが
   トナー担持部材側に付着供給されるような電位差がトナ
   ー担持部材との間で付与されるトナー供給ローラとを有
   し、該トナー供給ローラがトナー担持部材の表面に当接
   しながら回転駆動される現像装置において、トナー担持
   部材上の現像に寄与されなかったトナーが付着回収され
   るような電位差がトナー担持部材との間で付与され、ト
   ナー担持部材の表面に当接しながら回転駆動されるトナ
   ー回収ローラを設け、前記トナー供給ローラとトナー回
   収ローラとを共に剛体により構成すると共に、該トナー
   供給ローラとトナー回収ローラの表面にそれぞれ接して
   その各ローラの表面に付着したトナーを掻き取るスクレ
   ーパを設けたことを特徴とする現像装置。